JP4083647B2 - Intake air amount control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、バルブタイミング可変システム及びバルブ作用角可変システム、あるいは更にスロットルバルブを備えることで、バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置に関する。   The present invention provides an intake air for an internal combustion engine that controls an intake air amount by adjusting a valve operating angle of an intake valve by the variable valve operating angle system by providing a variable valve timing system and a variable valve operating angle system, or a throttle valve. The present invention relates to a quantity control device.

バルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムを備えた内燃機関が提案されている。ここでバルブ駆動状態とは、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミング、バルブリフト量、バルブ作用角を意味する。したがってバルブ駆動状態の可変とは、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングの進角・遅角、バルブリフト量、バルブ作用角を可変動弁システムにより可変としていることを意味している。   An internal combustion engine having a variable valve system that varies the valve drive state has been proposed. Here, the valve driving state means valve timing, valve lift amount, and valve operating angle of the intake valve and exhaust valve. Therefore, the variable valve driving state means that the valve timing advance / retard angle, valve lift amount, and valve operating angle of the intake valve and exhaust valve are made variable by the variable valve system.

このようなバルブ駆動状態は内燃機関の運転性に大きく影響するため、可変動弁システムの故障等によりバルブ駆動状態の調節が異常となった時には、直ちに内燃機関を退避走行モードにして、退避場所までの走行を確保する必要がある。   Since such valve drive state greatly affects the operability of the internal combustion engine, when the adjustment of the valve drive state becomes abnormal due to a failure of the variable valve system or the like, the internal combustion engine is immediately put into the retreat travel mode and the retreat location It is necessary to secure driving up to.

このような退避走行モードにする技術として、吸気バルブのバルブ作用角を可変として吸入空気量調節を行っている場合に、吸入空気量調節が異常となった時にはバルブ作用角を所定の値に固定し、吸気系に設けられたスロットルバルブにより吸入空気量を調節するものが提案されている（例えば特許文献１参照）。   As a technology for making such a retreat travel mode, when the intake air amount is adjusted with the valve operating angle of the intake valve being variable, the valve operating angle is fixed to a predetermined value when the intake air amount adjustment becomes abnormal. However, there has been proposed one that adjusts the amount of intake air by a throttle valve provided in the intake system (see, for example, Patent Document 1).

又、バルブ作用角可変システムとバルブタイミング可変システムとを備えて、スロットルバルブにより吸入空気量を制御する内燃機関において、内燃機関の異常時にバルブオーパラップが無くなるようにして、回転安定性を確保し、退避走行を可能としているものが提案されている（例えば特許文献２参照）。
特表２００２−５４２４２１号公報（第１０頁、図２−３） 特開２０００−１３０１９６号公報（第６−７頁、図７） In addition, in an internal combustion engine that is equipped with a variable valve working angle system and a variable valve timing system and controls the intake air amount with a throttle valve, the valve overlap is eliminated when an abnormality occurs in the internal combustion engine to ensure rotational stability. There has been proposed one that enables retreat travel (see, for example, Patent Document 2).
JP-T-2002-542421 (10th page, Fig. 2-3) JP 2000-130196 (page 6-7, FIG. 7)

吸気バルブのバルブ作用角可変システムと吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミング可変システムとを設けた内燃機関においては、スロットルバルブを用いずに、バルブ作用角可変システムにて吸入空気量を制御するシステムが考えられる。   In an internal combustion engine provided with a variable valve operating angle system of an intake valve and a variable valve timing system of one or both of an intake valve and an exhaust valve, the intake air amount is adjusted by the variable valve operating angle system without using a throttle valve. The system which controls can be considered.

このようなシステムを備えた内燃機関においては、バルブタイミング可変システムによるバルブタイミング調節が異常となったとしてもバルブ作用角可変システムが正常であれば吸気バルブのバルブ作用角による吸入空気量の調節は可能である。したがってバルブタイミング調節が異常となっても退避走行できることが期待できる。   In an internal combustion engine equipped with such a system, even if the valve timing adjustment by the variable valve timing system becomes abnormal, if the variable valve operating angle system is normal, the adjustment of the intake air amount by the valve operating angle of the intake valve is not possible. Is possible. Therefore, it can be expected that the vehicle can evacuate even if the valve timing adjustment becomes abnormal.

しかし異常状態によっては、このように吸気バルブのバルブ作用角の調節を継続したり、あるいは吸気バルブのバルブ作用角を固定してスロットルバルブで吸入空気量を調節するモードに移行したとしても、内燃機関の燃焼性が不安定となる場合があり、退避走行が困難となるおそれがあることが判明した。   However, depending on the abnormal condition, even if the adjustment of the valve operating angle of the intake valve is continued in this way, or even when the mode is changed to the mode in which the intake valve is adjusted by adjusting the valve operating angle of the intake valve, the internal combustion engine It has been found that the flammability of the engine may become unstable and retreat running may be difficult.

前者の従来技術（特許文献１）のごとく、全くバルブタイミングの変化について考慮されていない場合には、上記問題に対処することはできない。
又、後者の従来技術（特許文献２）ではバルブタイミング調節の異常に対応した吸気バルブのバルブ作用角の制御については具体的に述べられていない。更に、この後者の場合は、常にスロットルバルブにより吸入空気量を調節することが前提であることから、そのまま上記問題点の解決につながるものではなく、バルブタイミングの調節異常時に吸気バルブのバルブ作用角可変システムにおいて如何にして対処するかは不明である。 As in the former prior art (Patent Document 1), when the change in valve timing is not considered at all, the above problem cannot be dealt with.
Further, the latter prior art (Patent Document 2) does not specifically describe the control of the valve operating angle of the intake valve corresponding to the abnormality of the valve timing adjustment. Further, in this latter case, since it is assumed that the intake air amount is always adjusted by the throttle valve, it does not lead to the solution of the above problem as it is, and the valve operating angle of the intake valve when the valve timing is abnormally adjusted. It is unclear how to deal with variable systems.

本発明は、バルブタイミング可変システムが異常となった場合に吸入空気量調節を行っていた吸気バルブのバルブ作用角可変システムにおける対処により、内燃機関の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることを目的とするものである。   The present invention prevents the instability of combustion of the internal combustion engine and enables retreat travel by taking action in the variable valve operating angle system of the intake valve that was adjusting the intake air amount when the variable valve timing system becomes abnormal It is intended to be.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置は、吸気バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変システムと吸気バルブのバルブ作用角を可変とするバルブ作用角可変システムとを備えることで内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムを用いて、前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置であって、前記バルブタイミング可変システムによる吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミング調節異常を検出するバルブタイミング異常検出手段と、前記バルブタイミング異常検出手段にてバルブタイミング調節異常が検出された場合に、燃焼安定性のために設定したバルブ作用角退避範囲に前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角を制限する手段であって、前記バルブタイミング調節異常の検出に応じて前記バルブタイミング可変システムを最遅角バルブタイミングとする退避駆動を開始するとともに、その開始以降の前記吸気バルブの実バルブタイミングを監視して、前記バルブ作用角の制限としてその実バルブタイミングに応じた制限を設定する異常時吸入空気量制御手段とを備えたことを特徴とする。 In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
Intake air amount control system for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a valve working angle variable system for a valve operating angle of the variable valve timing system and intake valve for varying the valve timing of the intake valves and variable An intake air amount control device for an internal combustion engine that controls an intake air amount by adjusting a valve operating angle of an intake valve by the variable valve operating angle system using a variable valve system that varies a valve driving state of the internal combustion engine. The valve timing abnormality detecting means for detecting an abnormality in the valve timing adjustment of one or both of the intake valve and the exhaust valve by the variable valve timing system, and the valve timing abnormality detecting means is detected by the valve timing abnormality detecting means. If the valve is within the valve working angle retraction range set for combustion stability And means for limiting the valve duration of the intake valve by use variable angle system, with the variable valve timing system starts retracting to the most retarded valve timing in response to detection of the valve timing dysregulation, its An abnormality intake air amount control means is provided for monitoring an actual valve timing of the intake valve after the start and setting a limit according to the actual valve timing as a limit of the valve operating angle .

異常時吸入空気量制御手段は、バルブタイミング可変システムの異常時には、バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節制御をそのまま継続させるのではなく、又、吸気バルブのバルブ作用角を単に固定させるのでもない。異常時吸入空気量制御手段は、異常時には前記バルブ作用角退避範囲を設定し、バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節を、このバルブ作用角退避範囲内で可能として吸入空気量の調節を行わせる。   The abnormal intake air amount control means does not continue the adjustment control of the valve operating angle of the intake valve by the variable valve operating angle system when the variable valve timing system is abnormal, but also simply sets the valve operating angle of the intake valve. It is not fixed. The abnormal intake air amount control means sets the valve operating angle retracting range in the event of an abnormality, and allows adjustment of the valve operating angle of the intake valve by the variable valve operating angle system within the valve operating angle retracting range. Make adjustments.

したがってバルブタイミング可変システムの異常により、前記バルブタイミングが如何なる状態になっていても内燃機関の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。
またバルブタイミング可変システムの異常時には、バルブ作用角調節システムによる吸気バルブの実バルブ作用角の制御をそのまま継続させるのではなく、又、実バルブ作用角を単に固定するのでもなく、吸気バルブの実バルブタイミングに応じた制限を設定している。したがってバルブタイミング可変システムの異常時に、吸気バルブの実バルブタイミングが如何なる状態になっていても、吸気バルブの実バルブ作用角の調節により、エンジンの燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。 Accordingly, it is possible to prevent the instability of combustion of the internal combustion engine and enable the retreat travel regardless of the state of the valve timing due to the abnormality of the variable valve timing system.
In addition, when the variable valve timing system is abnormal, the control of the actual valve working angle of the intake valve by the valve working angle adjustment system is not continued as it is, and the actual valve working angle is not simply fixed. Limits are set according to the valve timing. Therefore, even if the actual valve timing of the intake valve is in any state when the variable valve timing system is abnormal, it is possible to retreat by preventing the engine from becoming unstable by adjusting the actual valve operating angle of the intake valve. can do.

請求項２に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置では、請求項１において、前記異常時吸入空気量制御手段は、燃焼を不安定化させない前記バルブタイミングの進角値上限である進角限界値より前記実バルブタイミングが大きいか否かによって、前記バルブ作用角を前記バルブ作用角退避範囲に制限するかしないかを設定するものであって、前記バルブ作用角を制限している時に前記実バルブタイミングが前記進角限界値以下となっても、要求負荷率に応じて算出される予備目標バルブ作用角が前記バルブ作用角退避範囲の上限以下となるまでは、前記制限を解除しないようにするものであることを特徴とする。
上記構成では、吸気バルブのバルブ作用角をバルブ作用角退避範囲に制限している時に、実バルブタイミングが前記進角限界値以下となっても、予備目標バルブ作用角が前記バルブ作用角範囲の上限以下となるまでは制限は解除されない。したがって吸気バルブにおける急激な実バルブ作用角の増加を防止でき、退避走行中におけるドライバビリティを維持できる。 3. The intake air amount control device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the abnormal intake air amount control means is an advance angle limit that is an advance value upper limit of the valve timing that does not destabilize combustion. Whether or not to limit the valve operating angle to the valve operating angle retracting range is set depending on whether or not the actual valve timing is greater than a value, and the actual valve timing is limited when the valve operating angle is limited. Even if the valve timing is equal to or less than the advance angle limit value, the restriction is not released until the preliminary target valve operating angle calculated according to the required load factor is equal to or less than the upper limit of the valve operating angle retracting range. It is a thing to do.
In the above configuration, when the valve operating angle of the intake valve is limited to the valve operating angle retracting range, even if the actual valve timing is equal to or less than the advance limit value, the reserve target valve operating angle is within the valve operating angle range. The limit will not be released until the upper limit is reached. Therefore, a sudden increase in the actual valve operating angle in the intake valve can be prevented, and drivability during retreat travel can be maintained.

請求項３に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置は、吸気バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変システムと吸気バルブのバルブ作用角を可変とするバルブ作用角可変システムとを備えることで内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムと、吸気系に設けられたスロットルバルブの開度を調節するスロットルバルブ駆動システムとを用いて、通常運転時は前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置であって、前記バルブタイミング可変システムによる吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミング調節異常を検出するバルブタイミング異常検出手段と、前記バルブタイミング異常検出手段にてバルブタイミング調節異常が検出された場合に、前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角を燃焼安定性のために設定した退避作用角に固定し、前記スロットルバルブ駆動システムにより吸入空気量制御を行わせる手段であって、前記バルブタイミング調節異常の検出に応じて前記バルブタイミング可変システムを最遅角バルブタイミングとする退避制御を開始するともに、その開始以降の前記吸気バルブの実バルブタイミングを監視して、その実バルブタイミングに応じて前記退避作用角を切り替える異常時吸入空気量制御手段とを備えたことを特徴とする。 Intake air amount control system for an internal combustion engine according to claim 3, further comprising a valve working angle variable system for a valve operating angle of the variable valve timing system and intake valve for varying the valve timing of the intake valves and variable The valve operating angle variable system during normal operation using a variable valve system that varies the valve drive state of the internal combustion engine and a throttle valve drive system that adjusts the opening of the throttle valve provided in the intake system An intake air amount control device for an internal combustion engine that controls the intake air amount by adjusting the valve operating angle of the intake valve by the valve timing adjustment abnormality of one or both of the intake valve and the exhaust valve by the valve timing variable system. The valve timing abnormality detecting means for detecting, and the valve timing abnormality detecting means When an imming adjustment abnormality is detected, the valve operating angle of the intake valve by the variable valve operating angle system is fixed to the retracting operating angle set for combustion stability, and the intake air amount control is performed by the throttle valve driving system. In response to the detection of the valve timing adjustment abnormality, the valve timing variable system is set to the most retarded valve timing, and the evacuation control is started, and the actual valve timing of the intake valve after the start is monitored. And an abnormal intake air amount control means for switching the retraction operating angle in accordance with the actual valve timing .

異常時吸入空気量制御手段は、バルブタイミング可変システムの異常時に、バルブ作用角可変システムに吸気バルブのバルブ作用角の可変をそのまま継続させるのではなく、又、吸気バルブのバルブ作用角を単に固定するのでもない。異常時吸入空気量制御手段は、前記退避作用角を設定し、バルブ作用角可変システムにこの退避作用角に吸気バルブのバルブ作用角を固定させる。そして更にスロットルバルブ駆動システムにより吸入空気量制御を行わせる。この退避作用角は燃焼安定性のために設けた吸気バルブのバルブ作用角である。   The abnormal intake air amount control means does not continue the variable valve operating angle of the intake valve to the variable valve operating angle system when the variable valve timing system is abnormal, but also simply fixes the valve operating angle of the intake valve. Not to do. The abnormal intake air amount control means sets the retracting working angle, and causes the variable valve working angle system to fix the valve working angle of the intake valve to the retracting working angle. Further, intake air amount control is performed by a throttle valve drive system. This retraction operating angle is a valve operating angle of an intake valve provided for combustion stability.

したがってバルブタイミング可変システムの異常により、前記バルブタイミングが如何なる状態になっていても内燃機関の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。
またバルブタイミング調節異常時に、バルブ作用角調節システムによる実バルブ作用角の制御をそのまま継続させるのではなく、又、実バルブ作用角を単に固定するのでもなく、実バルブタイミングに応じて退避作用角を切り替えて設定している。そして退避作用角に吸気バルブの実バルブ作用角を固定させた状態で、スロットル開度の駆動制御により吸入空気量制御を行っている。
したがってバルブタイミング可変システムの異常により、吸気バルブの実バルブタイミングが如何なる状態になっていてもエンジンの燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。 Accordingly, it is possible to prevent the instability of combustion of the internal combustion engine and enable the retreat travel regardless of the state of the valve timing due to the abnormality of the variable valve timing system.
Also, when the valve timing adjustment is abnormal, the control of the actual valve working angle by the valve working angle adjustment system is not continued as it is, and the actual valve working angle is not simply fixed, but the retracting working angle according to the actual valve timing. Is set by switching. The intake air amount control is performed by driving the throttle opening while the actual valve operating angle of the intake valve is fixed to the retracting operating angle.
Therefore, even if the actual valve timing of the intake valve is in any state due to an abnormality in the variable valve timing system, it is possible to prevent the engine from becoming unstable and enable retreat travel.

［実施の形態１］
図１は、車両に搭載された内燃機関としてのガソリンエンジン（以下、「エンジン」と略す）２、及び制御装置としての電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」と称す）４の概略構成図を示している。エンジン２は複数気筒エンジン、ここでは４気筒エンジンであり、この内の１気筒についての可変動弁系を図２の縦断面図に示す。各気筒には吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂとが各２つ設けられて、４バルブエンジンとして構成されている。尚、気筒数は６気筒でも８気筒でも良く、更に２バルブエンジンでも５バルブエンジンでも良い。 [Embodiment 1]
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a gasoline engine (hereinafter abbreviated as “engine”) 2 as an internal combustion engine mounted on a vehicle and an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 4 as a control device. ing. The engine 2 is a multi-cylinder engine, here a four-cylinder engine, and a variable valve system for one cylinder among them is shown in the longitudinal sectional view of FIG. Each cylinder is provided with two intake valves 2a and two exhaust valves 2b, and is configured as a four-valve engine. The number of cylinders may be 6 cylinders or 8 cylinders, and may be a 2-valve engine or a 5-valve engine.

エンジン２の出力は変速機を介して最終的に車輪に走行駆動力として伝達される。エンジン２には、ピストン６、シリンダブロック８及びシリンダヘッド１０により区画された燃焼室１２が形成されている。そしてシリンダヘッド１０には燃焼室１２内の混合気に点火するために点火プラグ１４及び燃焼室１２内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁１６が設けられている。尚、燃料噴射弁１６は燃焼室１２に接続している吸気ポート１８に燃料を噴射するものであっも良い。   The output of the engine 2 is finally transmitted as traveling driving force to the wheels via the transmission. The engine 2 has a combustion chamber 12 defined by a piston 6, a cylinder block 8 and a cylinder head 10. The cylinder head 10 is provided with a spark plug 14 and a fuel injection valve 16 for directly injecting fuel into the combustion chamber 12 in order to ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber 12. The fuel injection valve 16 may inject fuel into the intake port 18 connected to the combustion chamber 12.

吸気ポート１８は吸気バルブ２ａの駆動により開閉され、この吸気ポート１８に接続された各吸気通路２０はサージタンク２２に接続されている。サージタンク２２の上流側にはモータ２４によって開度が調節されるスロットルバルブ２６が設けられている。このスロットルバルブ２６は通常はほぼ全開状態にあるが、エンジン２の状態によっては、あるいは後述するごとくバルブ作用角を固定する時には、開度（スロットル開度ＴＡ）を制御して吸入空気量ＧＡを調節する場合がある。スロットル開度ＴＡはスロットル開度センサ２８により検出されＥＣＵ４に読み込まれている。吸入空気量ＧＡはスロットルバルブ２６の上流側に設けられた吸入空気量センサ３０により検出され、吸気温ＴＨＡはスロットルバルブ２６の上流側に設けられた吸気温センサ３２により検出されてＥＣＵ４に読み込まれている。   The intake port 18 is opened and closed by driving the intake valve 2 a, and each intake passage 20 connected to the intake port 18 is connected to a surge tank 22. A throttle valve 26 whose opening degree is adjusted by a motor 24 is provided on the upstream side of the surge tank 22. The throttle valve 26 is normally almost fully open, but depending on the state of the engine 2 or when the valve operating angle is fixed as will be described later, the opening (throttle opening TA) is controlled to control the intake air amount GA. May be adjusted. The throttle opening degree TA is detected by the throttle opening degree sensor 28 and read into the ECU 4. The intake air amount GA is detected by an intake air amount sensor 30 provided on the upstream side of the throttle valve 26, and the intake air temperature THA is detected by an intake air temperature sensor 32 provided on the upstream side of the throttle valve 26 and is read into the ECU 4. ing.

燃焼室１２に接続している排気ポート３４は排気バルブ２ｂの駆動により開閉される。排気ポート３４に接続された排気通路３６の途中には排気浄化用触媒コンバータ３８が配置されている。この排気浄化用触媒コンバータ３８の上流側の排気通路３６に設けられた空燃比センサ４０により、排気通路３６における排気成分に基づいて空燃比ＡＦが検出され、ＥＣＵ４に読み込まれている。   The exhaust port 34 connected to the combustion chamber 12 is opened and closed by driving the exhaust valve 2b. An exhaust purification catalytic converter 38 is disposed in the middle of the exhaust passage 36 connected to the exhaust port 34. An air-fuel ratio AF is detected on the basis of the exhaust component in the exhaust passage 36 by an air-fuel ratio sensor 40 provided in the exhaust passage 36 upstream of the exhaust purification catalytic converter 38 and is read into the ECU 4.

ＥＣＵ４はデジタルコンピュータを中心として構成されているエンジン制御回路である。このＥＣＵ４は、上述したスロットル開度センサ２８、吸入空気量センサ３０、吸気温センサ３２、空燃比センサ４０以外にもエンジン２の運転状態を検出するセンサ類から信号を入力している。すなわちアクセルペダル４２の踏み込み量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセル開度センサ４４、クランクシャフト６ａの回転からエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ４６、及び吸気カムシャフトの回転から基準クランク角を決定する基準クランク角センサ４８から信号を入力している。又、後述するバルブ作用角を検出するための回転角センサ５０、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ５２からも信号を入力している。尚、このようなセンサ以外にも各種のデータを検出するセンサが設けられている。   The ECU 4 is an engine control circuit configured mainly with a digital computer. In addition to the throttle opening sensor 28, the intake air amount sensor 30, the intake air temperature sensor 32, and the air-fuel ratio sensor 40, the ECU 4 inputs signals from sensors that detect the operating state of the engine 2. That is, an accelerator opening sensor 44 that detects the amount of depression of the accelerator pedal 42 (accelerator opening ACCP), an engine speed sensor 46 that detects the engine speed NE from the rotation of the crankshaft 6a, and a reference crank based on the rotation of the intake camshaft. A signal is input from a reference crank angle sensor 48 that determines the angle. Signals are also input from a rotation angle sensor 50 for detecting a valve operating angle, which will be described later, and a cooling water temperature sensor 52 for detecting an engine cooling water temperature THW. In addition to such sensors, sensors for detecting various data are provided.

ＥＣＵ４は、上述した各センサからの検出内容に基づいて、燃料噴射弁１６、スロットルバルブ用モータ２４あるいは点火プラグ１４に対する制御信号によりエンジン２の燃料噴射時期、燃料噴射量、スロットル開度ＴＡ及び点火時期等を適宜制御する。更にＥＣＵ４は、アクセル開度ＡＣＣＰ及びエンジン回転数ＮＥに基づいて、吸気バルブ２ａのバルブ作用角とバルブタイミングとを調節する可変動弁機構５４に対する制御信号により、吸気バルブ２ａのバルブ作用角とバルブタイミングとを調節している。この内、バルブ作用角により通常運転時には吸入空気量が調節されている。   The ECU 4 controls the fuel injection timing, the fuel injection amount, the throttle opening TA, and the ignition of the engine 2 according to the control signal for the fuel injection valve 16, the throttle valve motor 24 or the ignition plug 14 based on the detection contents from each sensor described above. Control time etc. as appropriate. Further, the ECU 4 controls the valve operating angle and the valve of the intake valve 2a by a control signal for the variable valve mechanism 54 that adjusts the valve operating angle and the valve timing of the intake valve 2a based on the accelerator opening ACCP and the engine speed NE. The timing is adjusted. Of these, the intake air amount is adjusted during normal operation by the valve operating angle.

可変動弁機構５４はバルブ作用角調節機構５６とバルブタイミング調節機構（以下、「ＶＶＴ」と称する）５８とから構成されている。バルブ作用角調節機構５６は、図２〜図５に示す仲介駆動機構６０と、図９，１０に示すシャフトスライド機構１００とを備えている。   The variable valve mechanism 54 includes a valve working angle adjustment mechanism 56 and a valve timing adjustment mechanism (hereinafter referred to as “VVT”) 58. The valve working angle adjustment mechanism 56 includes a mediation drive mechanism 60 shown in FIGS. 2 to 5 and a shaft slide mechanism 100 shown in FIGS.

図２に示したごとく仲介駆動機構６０は、吸気バルブ２ａに対して設けられたローラロッカーアーム６２と、吸気カムシャフト６４に設けられた吸気カム６４ａとの間に配置されて、吸気カム６４ａからのバルブ駆動力を仲介してローラロッカーアーム６２に与えることで吸気バルブ２ａを駆動させている。   As shown in FIG. 2, the mediation drive mechanism 60 is disposed between a roller rocker arm 62 provided for the intake valve 2a and an intake cam 64a provided on the intake cam shaft 64, and from the intake cam 64a. The intake valve 2a is driven by applying the valve driving force to the roller rocker arm 62.

各気筒毎に設けられている仲介駆動機構６０は図３の斜視図及び図４の水平破断斜視図に示すごとく、図示中央に設けられた入力部６６、入力部６６の一端側に設けられた第１揺動カム６８、第１揺動カム６８とは反対側に設けられた第２揺動カム７０及び内部に配置されたスライダギア７２を備えている。   As shown in the perspective view of FIG. 3 and the horizontal cutaway perspective view of FIG. 4, the intermediate drive mechanism 60 provided for each cylinder is provided at the input portion 66 provided at the center of the drawing and at one end side of the input portion 66. A first rocking cam 68, a second rocking cam 70 provided on the opposite side of the first rocking cam 68, and a slider gear 72 disposed inside are provided.

入力部６６のハウジング６６ａは内部に軸方向に空間を形成し、この空間の内周面には軸方向に右ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン６６ｂを設けている。又、ハウジング６６ａの外周面からは平行な２つのアーム６６ｃ，６６ｄが突出して形成されている。これらアーム６６ｃ，６６ｄの先端には、ハウジング６６ａの軸方向と平行なシャフト６６ｅを有するローラ６６ｆが回転可能に取り付けられている。尚、図２に示したごとく、ローラ６６ｆが吸気カム６４ａ側に常に接触するように、スプリング６６ｇの付勢力がアーム６６ｃ，６６ｄあるいはハウジング６６ａに与えられている。   A housing 66a of the input portion 66 forms a space in the axial direction inside, and a helical spline 66b formed in a spiral shape of a right-hand thread is provided in the axial direction on the inner peripheral surface of this space. In addition, two parallel arms 66c and 66d are formed to protrude from the outer peripheral surface of the housing 66a. A roller 66f having a shaft 66e parallel to the axial direction of the housing 66a is rotatably attached to the ends of the arms 66c and 66d. As shown in FIG. 2, the urging force of the spring 66g is applied to the arms 66c and 66d or the housing 66a so that the roller 66f always contacts the intake cam 64a.

第１揺動カム６８のハウジング６８ａは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン６８ｂを設けている。又、このハウジング６８ａの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部６８ｃにて一端が覆われている。又、ハウジング６８ａの外周面からは略三角形状のノーズ６８ｄが突出して形成されている。このノーズ６８ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面６８ｅを形成している。   The housing 68a of the first swing cam 68 forms a space in the axial direction inside, and a helical spline 68b formed in a spiral shape of a left-hand screw in the axial direction is provided on the inner peripheral surface of the internal space. One end of the inner space of the housing 68a is covered with a ring-shaped bearing portion 68c having a center hole with a small diameter. Further, a substantially triangular nose 68d protrudes from the outer peripheral surface of the housing 68a. One side of the nose 68d forms a cam surface 68e that curves in a concave shape.

第２揺動カム７０のハウジング７０ａは、内部に軸方向に空間を形成し、この内部空間の内周面には軸方向に左ネジの螺旋状に形成されたヘリカルスプライン７０ｂを設けている。又、このハウジング７０ａの内部空間は径の小さい中心孔を有するリング状の軸受部７０ｃにて一端が覆われている。又、ハウジング７０ａの外周面からは略三角形状のノーズ７０ｄが突出して形成されている。このノーズ７０ｄの一辺は凹状に湾曲するカム面７０ｅを形成している。   The housing 70a of the second rocking cam 70 forms a space in the axial direction inside, and a helical spline 70b formed in a spiral shape of a left-hand screw in the axial direction is provided on the inner peripheral surface of the internal space. One end of the internal space of the housing 70a is covered with a ring-shaped bearing portion 70c having a center hole with a small diameter. Further, a substantially triangular nose 70d protrudes from the outer peripheral surface of the housing 70a. One side of the nose 70d forms a cam surface 70e that is concavely curved.

これらの第１揺動カム６８および第２揺動カム７０は、軸受部６８ｃ，７０ｃを外側にして、入力部６６に対して両側から各端面を同軸上で接触させるように配置され、全体が図３に示したごとく内部空間を有する略円柱状となる。   The first swing cam 68 and the second swing cam 70 are disposed so that the bearing portions 68c and 70c are outside and the end faces are coaxially in contact with the input portion 66 from both sides. As shown in FIG. 3, it has a substantially cylindrical shape having an internal space.

入力部６６及び２つの揺動カム６８，７０から構成される内部空間には、スライダギア７２が配置されている。スライダギア７２は略円柱状をなし、外周面中央には右ネジの螺旋状に形成された入力用ヘリカルスプライン７２ａが設けられている。この入力用ヘリカルスプライン７２ａの一端側には小径部７２ｂを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第１出力用ヘリカルスプライン７２ｃが設けられている。第１出力用ヘリカルスプライン７２ｃとは反対側には小径部７２ｄを挟んで左ネジの螺旋状に形成された第２出力用ヘリカルスプライン７２ｅが設けられている。尚、これら出力用ヘリカルスプライン７２ｃ，７２ｅは入力用ヘリカルスプライン７２ａに対して外径が小さく形成されている。   A slider gear 72 is disposed in the internal space formed by the input unit 66 and the two swing cams 68 and 70. The slider gear 72 has a substantially cylindrical shape, and an input helical spline 72a formed in a spiral shape of a right-hand thread is provided at the center of the outer peripheral surface. On one end side of the input helical spline 72a, a first output helical spline 72c formed in a left-handed spiral shape with a small diameter portion 72b interposed therebetween is provided. On the opposite side of the first output helical spline 72c, a second output helical spline 72e formed in a left-handed spiral shape with a small diameter portion 72d interposed therebetween is provided. The output helical splines 72c and 72e have a smaller outer diameter than the input helical spline 72a.

スライダギア７２の内部には中心軸方向に貫通孔７２ｆが形成されている。そして図５に縦断面で示したごとく、入力用ヘリカルスプライン７２ａの位置にて、貫通孔７２ｆの内周面に周方向に周溝７２ｇが形成されている。この周溝７２ｇには一カ所にて径方向に外部に貫通するピン挿入孔７２ｈが形成されている。   A through hole 72f is formed in the slider gear 72 in the central axis direction. As shown in the longitudinal section in FIG. 5, a circumferential groove 72g is formed in the circumferential direction on the inner circumferential surface of the through hole 72f at the position of the input helical spline 72a. The circumferential groove 72g is formed with a pin insertion hole 72h penetrating to the outside in a radial direction at one place.

スライダギア７２の貫通孔７２ｆ内には支持パイプ８０が周方向に摺動可能に配置される。この支持パイプ８０は全気筒の仲介駆動機構６０に対して共通の１本が設けられている。支持パイプ８０には各仲介駆動機構６０に対応する位置に軸方向に長く形成された長孔８０ａが開口している。   A support pipe 80 is slidably disposed in the through hole 72f of the slider gear 72 in the circumferential direction. The support pipe 80 is provided in common with the intermediate drive mechanism 60 for all cylinders. The support pipe 80 has long holes 80a formed in the axial direction at positions corresponding to the respective mediation drive mechanisms 60.

更に支持パイプ８０内には、コントロールシャフト８２が軸方向に摺動可能に貫通して配置されている。そして支持パイプ８０の各長孔８０ａに対応する位置には、軸直角方向の支持穴８２ｂが設けられている。この支持穴８２ｂにはそれぞれコントロールピン８２ａの基端部が挿入されることにより、コントロールピン８２ａが軸直角方向に突出するように支持されている。   Further, a control shaft 82 is disposed in the support pipe 80 so as to be slidable in the axial direction. Support holes 82b in the direction perpendicular to the axis are provided at positions corresponding to the long holes 80a of the support pipe 80. By inserting the base end portion of the control pin 82a into the support hole 82b, the control pin 82a is supported so as to protrude in the direction perpendicular to the axis.

そしてコントロールシャフト８２が支持パイプ８０の内部に配置されている状態では、各コントロールピン８２ａの先端は、支持パイプ８０に形成されている軸方向の長孔８０ａを貫通し、スライダギア７２の内周面に形成されている周溝７２ｇに挿入されている。   In the state where the control shaft 82 is disposed inside the support pipe 80, the tip of each control pin 82 a passes through the axial long hole 80 a formed in the support pipe 80, and the inner periphery of the slider gear 72. It is inserted into a circumferential groove 72g formed on the surface.

このような構成により、各スライダギア７２はコントロールシャフト８２の移動により軸方向への移動が可能であり、コントロールシャフト８２の位置制御により各仲介駆動機構６０におけるスライダギア７２の位置を決定できる。ただし、各スライダギア７２は周溝７２ｇにてコントロールピン８２ａに係止されているので、軸周りについてはコントロールピン８２ａの位置に関わらず揺動可能となっている。   With such a configuration, each slider gear 72 can move in the axial direction by the movement of the control shaft 82, and the position of the slider gear 72 in each intermediate drive mechanism 60 can be determined by the position control of the control shaft 82. However, since each slider gear 72 is locked to the control pin 82a by the circumferential groove 72g, the slider gear 72 can swing around the axis regardless of the position of the control pin 82a.

スライダギア７２の内で、入力用ヘリカルスプライン７２ａは入力部６６内部のヘリカルスプライン６６ｂに噛み合わされている。そして第１出力用ヘリカルスプライン７２ｃは第１揺動カム６８内部のヘリカルスプライン６８ｂに噛み合わされ、第２出力用ヘリカルスプライン７２ｅは第２揺動カム７０内部のヘリカルスプライン７０ｂに噛み合わされている。   Within the slider gear 72, the input helical spline 72 a is meshed with the helical spline 66 b inside the input unit 66. The first output helical spline 72 c is meshed with the helical spline 68 b inside the first swing cam 68, and the second output helical spline 72 e is meshed with the helical spline 70 b inside the second swing cam 70.

そして各仲介駆動機構６０は、揺動カム６８，７０の軸受部６８ｃ，７０ｃ側にてシリンダヘッド１０上に軸方向への移動が阻止される状態で取り付けられている。このためコントロールシャフト８２がスライダギア７２を軸方向に移動させても、入力部６６及び揺動カム６８，７０は軸方向に移動することはない。   Each intermediary drive mechanism 60 is attached to the cylinder head 10 in a state where movement in the axial direction is prevented on the bearing portions 68c, 70c side of the swing cams 68, 70. Therefore, even if the control shaft 82 moves the slider gear 72 in the axial direction, the input portion 66 and the swing cams 68 and 70 do not move in the axial direction.

したがって仲介駆動機構６０の内部空間内でスライダギア７２の軸方向移動量を調節することにより、ヘリカルスプライン７２ａ，６６ｂ，７２ｃ，６８ｂ，７２ｅ，７０ｂの機能により、入力部６６と揺動カム６８，７０との位相差を変更できる。そしてこのことにより、ローラ６６ｆとノーズ６８ｄ，７０ｄとの位置関係を変更することができる。   Therefore, by adjusting the axial movement amount of the slider gear 72 in the internal space of the mediation drive mechanism 60, the input portion 66 and the swing cam 68, by the function of the helical splines 72a, 66b, 72c, 68b, 72e, 70b. The phase difference from 70 can be changed. As a result, the positional relationship between the roller 66f and the noses 68d and 70d can be changed.

ここで図６はコントロールシャフト８２を最大限Ｌ方向（図３，４の矢印）へ移動させた場合の仲介駆動機構６０の作動状態を示している。図６の(Ａ)が閉弁時、図６の(Ｂ)が開弁時である。この場合には入力部６６のローラ６６ｆと揺動カム６８，７０のノーズ６８ｄ，７０ｄとの相対的位置関係が最も近い状態となる。このため図６の(Ｂ)に示すごとく吸気カム６４ａが最大限に入力部６６のローラ６６ｆを押し下げても、ノーズ６８ｄ，７０ｄのカム面６８ｅ，７０ｅによるロッカーローラ６２ａの押し下げ量は最小となり、吸気バルブ２ａのバルブ作用角及びバルブリフト量は最小となる。したがって吸気ポート１８から燃焼室１２内への吸入空気量も最小限の状態となる。   Here, FIG. 6 shows the operating state of the mediation drive mechanism 60 when the control shaft 82 is moved in the L direction (arrows in FIGS. 3 and 4) as much as possible. 6A is when the valve is closed, and FIG. 6B is when the valve is opened. In this case, the relative positional relationship between the roller 66f of the input unit 66 and the noses 68d and 70d of the swing cams 68 and 70 is the closest. Therefore, as shown in FIG. 6B, even if the intake cam 64a pushes down the roller 66f of the input portion 66 to the maximum extent, the push-down amount of the rocker roller 62a by the cam surfaces 68e and 70e of the noses 68d and 70d is minimized. The valve operating angle and the valve lift amount of the intake valve 2a are minimized. Accordingly, the amount of intake air from the intake port 18 into the combustion chamber 12 is also minimized.

図７は、コントロールシャフト８２を最大限Ｈ方向（図３，４の矢印）へ移動させた場合の仲介駆動機構６０の作動状態を示している。図７の(Ａ)が閉弁時、図７の(Ｂ)が開弁時である。この場合には入力部６６のローラ６６ｆと揺動カム６８，７０のノーズ６８ｄ，７０ｄとの相対的位置関係が最も遠い状態となる。このため図７の(Ｂ)に示すごとく吸気カム６４ａが最大限に入力部６６のローラ６６ｆを押し下げた時には、ノーズ６８ｄ，７０ｄのカム面６８ｅ，７０ｅによるロッカーローラ６２ａの押し下げ量は最大となり、吸気バルブ２ａのバルブ作用角及びバルブリフト量は最大となる。したがって吸気ポート１８から燃焼室１２内への吸入空気量も最大限の状態となる。   FIG. 7 shows the operating state of the mediation drive mechanism 60 when the control shaft 82 is moved in the maximum H direction (arrows in FIGS. 3 and 4). 7A is when the valve is closed, and FIG. 7B is when the valve is opened. In this case, the relative positional relationship between the roller 66f of the input unit 66 and the noses 68d and 70d of the swing cams 68 and 70 is the farthest. Therefore, as shown in FIG. 7B, when the intake cam 64a pushes down the roller 66f of the input portion 66 to the maximum extent, the push-down amount of the rocker roller 62a by the cam surfaces 68e, 70e of the noses 68d, 70d is maximized. The valve operating angle and the valve lift amount of the intake valve 2a are maximized. Accordingly, the intake air amount from the intake port 18 into the combustion chamber 12 is also maximized.

このようにコントロールシャフト８２の軸方向位置を調節することで、図６の状態と図７の状態との間で、図８に実線で示すごとく連続的に吸気バルブ２ａのバルブ作用角及びバルブリフト量を調節できる。図８においてＭＩＮで示す状態が図６に該当し、ＭＡＸで示す状態が図７に該当する。このことによりスロットルバルブ２６によることなく、吸入空気量の調節が可能となる。尚、図８において実線はバルブタイミングが最遅角の場合、破線はバルブタイミングが最進角の場合を示し、これらの間でバルブタイミングはＶＶＴ５８により連続的に調節される。   By adjusting the axial position of the control shaft 82 in this way, the valve operating angle and valve lift of the intake valve 2a are continuously changed between the state shown in FIG. 6 and the state shown in FIG. 7 as indicated by the solid line in FIG. You can adjust the amount. In FIG. 8, the state indicated by MIN corresponds to FIG. 6, and the state indicated by MAX corresponds to FIG. As a result, the intake air amount can be adjusted without using the throttle valve 26. In FIG. 8, the solid line indicates the case where the valve timing is the most retarded angle, and the broken line indicates the case where the valve timing is the most advanced angle.

コントロールシャフト８２を軸方向に移動させるシャフトスライド機構１００を図９に示す。シャフトスライド機構１００は、駆動用モータ１０２、螺旋カム機構１０４及び回転角センサ５０を備えている。   A shaft slide mechanism 100 that moves the control shaft 82 in the axial direction is shown in FIG. The shaft slide mechanism 100 includes a drive motor 102, a spiral cam mechanism 104, and a rotation angle sensor 50.

駆動用モータ１０２はシリンダヘッド１０に固定されてＥＣＵ４からの駆動信号により小径ギヤ１０２ａを回転させる。小径ギヤ１０２ａは螺旋カム機構１０４側の大径ギヤ１０４ａを回転させることによりシリンダヘッド１０に回転可能に支持されているカム軸１０４ｂを介して内部の螺旋カム１０８の回転位相を変化させることができる。更にカム軸１０４ｂは小径ギヤ１０４ｃを設けており、この小径ギヤ１０４ｃにより、シリンダヘッド１０に固定されている回転角センサ５０側の大径ギヤ１０６ａを回転させる。このことによりレゾルバ等からなる回転角センサ５０内部のロータを回転させることで螺旋カム１０８の回転位相が回転角センサ５０により検出され、ＥＣＵ４に読み込まれる。尚、カム軸１０４ｂに取り付けられたストッパアーム１０４ｄが、外部（ここではシリンダヘッド１０）に、調整可能に固定された２つのストッパ１０４ｅ，１０４ｆに当接することより、螺旋カム１０８の回転は３６０°より小さい範囲、ここでは３００°の範囲に限定されている。   The drive motor 102 is fixed to the cylinder head 10 and rotates the small-diameter gear 102a by a drive signal from the ECU 4. The small-diameter gear 102a can change the rotational phase of the internal helical cam 108 via the cam shaft 104b rotatably supported by the cylinder head 10 by rotating the large-diameter gear 104a on the helical cam mechanism 104 side. . Further, the cam shaft 104b is provided with a small-diameter gear 104c, and the small-diameter gear 104c rotates the large-diameter gear 106a on the rotation angle sensor 50 side fixed to the cylinder head 10. As a result, the rotation phase of the helical cam 108 is detected by the rotation angle sensor 50 by rotating the rotor inside the rotation angle sensor 50 made of a resolver or the like, and is read into the ECU 4. Note that the stopper arm 104d attached to the cam shaft 104b abuts the two stoppers 104e and 104f that are adjustably fixed to the outside (here, the cylinder head 10), whereby the rotation of the spiral cam 108 is 360 °. It is limited to a smaller range, here 300 °.

螺旋カム機構１０４の構成を図１０の斜視図に示す。螺旋カム機構１０４は、前述した大径ギヤ１０４ａ、カム軸１０４ｂ、小径ギヤ１０４ｃ、ストッパアーム１０４ｄ，ストッパ１０４ｅ，１０４ｆ及び螺旋カム１０８以外に、螺旋カム１０８を内部空間に収納するように配置されたカムフレーム１１０が備えている。このカムフレーム１１０には、螺旋カム１０８の螺旋状カム面１０８ａに接触する断面円形のローラ１１０ａがカム軸１０４ｂとは平行の軸１１０ｂにて回転可能に支持されている。カムフレーム１１０におけるローラ１１０ａとは反対側には前述したコントロールシャフト８２の一端が固定されている。したがってカムフレーム１１０がコントロールシャフト８２の軸方向に移動すると、コントロールシャフト８２も連動して軸方向位置を変化させる。尚、ローラ１１０ａが常に螺旋カム１０８の螺旋状カム面１０８ａに接触するように、カムフレーム１１０あるいはコントロールシャフト８２には図示するごとくの方向にバネ力が付与されている。   The configuration of the helical cam mechanism 104 is shown in the perspective view of FIG. The spiral cam mechanism 104 is disposed so as to accommodate the spiral cam 108 in the internal space other than the large-diameter gear 104a, the cam shaft 104b, the small-diameter gear 104c, the stopper arm 104d, the stoppers 104e and 104f, and the spiral cam 108 described above. The cam frame 110 is provided. On this cam frame 110, a roller 110a having a circular cross section that contacts the helical cam surface 108a of the helical cam 108 is rotatably supported by a shaft 110b parallel to the cam shaft 104b. One end of the control shaft 82 described above is fixed to the opposite side of the cam frame 110 from the roller 110a. Therefore, when the cam frame 110 moves in the axial direction of the control shaft 82, the control shaft 82 also changes the axial position in conjunction with it. A spring force is applied to the cam frame 110 or the control shaft 82 in the direction shown in the drawing so that the roller 110a always contacts the helical cam surface 108a of the helical cam 108.

ここでカムフレーム１１０の移動は次のようになされる。図１１の(Ａ)に示すごとくストッパアーム１０４ｄが最小作用角側ストッパ１０４ｅに当接するように駆動用モータ１０２（図９）を回転させることで、螺旋カム１０８は螺旋状カム面１０８ａ内で最もカム軸１０４ｂに近い側がローラ１１０ａに当接する。この時、カムフレーム１１０は最大限Ｌ方向に移動しており、カムフレーム１１０に連動して、コントロールシャフト８２もバネ力により最大限Ｌ方向に移動している。したがって図６に示した最小バルブ作用角及び最小バルブリフト量の状態が実現される。   Here, the cam frame 110 is moved as follows. As shown in FIG. 11A, by rotating the drive motor 102 (FIG. 9) so that the stopper arm 104d abuts against the minimum working angle side stopper 104e, the spiral cam 108 is most in the spiral cam surface 108a. The side close to the cam shaft 104b contacts the roller 110a. At this time, the cam frame 110 is moved in the L direction as much as possible, and the control shaft 82 is also moved in the L direction as much as possible by the spring force in conjunction with the cam frame 110. Therefore, the state of the minimum valve working angle and the minimum valve lift shown in FIG. 6 is realized.

駆動用モータ１０２を回転させて、ストッパアーム１０４ｄを図１１の(Ａ)に示すごとくＲ方向に回転させると、ストッパアーム１０４ｄは最小作用角側ストッパ１０４ｅから離れる。このことにより螺旋カム１０８の螺旋状カム面１０８ａによりローラ１１０ａはＨ方向に移動し、カムフレーム１１０全体もＨ方向に移動する。これに連動してコントロールシャフト８２もバネ力に抗してＨ方向に移動する。したがってバルブ作用角及びバルブリフト量が増加する。   When the driving motor 102 is rotated and the stopper arm 104d is rotated in the R direction as shown in FIG. 11A, the stopper arm 104d is separated from the minimum operating angle side stopper 104e. Accordingly, the roller 110a is moved in the H direction by the helical cam surface 108a of the helical cam 108, and the entire cam frame 110 is also moved in the H direction. In conjunction with this, the control shaft 82 also moves in the H direction against the spring force. Accordingly, the valve working angle and the valve lift amount are increased.

そして、図１１の(Ｂ)に示すごとく、ストッパアーム１０４ｄが３００°回転すると、最大作用角側ストッパ１０４ｆに当接する。このことにより、螺旋カム１０８は螺旋状カム面１０８ａ内で最もカム軸１０４ｂから遠い側がローラ１１０ａに当接する。この時、カムフレーム１１０は最大限Ｈ方向に移動しており、カムフレーム１１０に連動して、コントロールシャフト８２もバネ力に抗して最大限Ｈ方向に移動している。したがって図７に示した最大バルブ作用角及び最大バルブリフト量の状態が実現される。   Then, as shown in FIG. 11B, when the stopper arm 104d rotates by 300 °, it comes into contact with the maximum operating angle side stopper 104f. As a result, the spiral cam 108 comes into contact with the roller 110a on the side farthest from the cam shaft 104b in the spiral cam surface 108a. At this time, the cam frame 110 moves in the H direction as much as possible, and the control shaft 82 moves in the H direction as much as possible against the spring force in conjunction with the cam frame 110. Therefore, the state of the maximum valve working angle and the maximum valve lift shown in FIG. 7 is realized.

尚、図１２に示すごとく螺旋カム１０８の螺旋状カム面１０８ａは最大バルブ作用角（最大バルブリフト量）側（最もカム軸１０４ｂから遠い側）において幅ｄθｘの範囲で螺旋カム１０８の回転角が変化してもカム軸１０４ｂとの距離が変化しない不変作用角領域が存在する。したがって不変作用角領域では、螺旋カム１０８の回転位相にかかわらず、吸気バルブ２ａのバルブ作用角及びバルブリフト量は、既知の最大バルブ作用角及び最大バルブリフト量に一定化されることになる。   As shown in FIG. 12, the helical cam surface 108a of the helical cam 108 has a rotational angle of the helical cam 108 in the range of the width dθx on the maximum valve operating angle (maximum valve lift amount) side (the side farthest from the cam shaft 104b). There is an invariable working angle region in which the distance from the cam shaft 104b does not change even if it changes. Therefore, in the invariable operating angle region, the valve operating angle and the valve lift amount of the intake valve 2a are fixed to the known maximum valve operating angle and the maximum valve lift amount regardless of the rotational phase of the helical cam 108.

したがって上述した螺旋カム１０８の回転角θｖとバルブ作用角ＶＬとの関係は図１３に示すごとくとなる。
ＶＶＴ５８について説明する。ＶＶＴ５８は、図１４の縦断面図に示すごとく、オイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣＶ」と称する）１２０とベーン式油圧回転機構１２２とから構成されている。ＯＣＶ１２０はＥＣＵ４からの指令により、オイルポンプからの作動油圧を進角用油路に供給するモード、遅角用油路に供給するモード及びいずれの油路とも密閉遮断するモードを選択的に実行するものである。 Therefore, the relationship between the rotation angle θv of the helical cam 108 and the valve operating angle VL is as shown in FIG.
The VVT 58 will be described. The VVT 58 includes an oil control valve (hereinafter referred to as “OCV”) 120 and a vane-type hydraulic rotation mechanism 122 as shown in the longitudinal sectional view of FIG. The OCV 120 selectively executes a mode for supplying hydraulic pressure from the oil pump to the advance oil passage, a mode for supplying the retard oil passage, and a mode in which both of the oil passages are hermetically shut off according to a command from the ECU 4. Is.

ベーン式油圧回転機構１２２は、図１４(Ａ)に示すごとく、タイミングスプロケットと一体に形成された短円筒状のケーシング１２４を備え、このケーシング１２４の中心部にはベーン体１２６が配置されている。このベーン体１２６の中心の軸部１２６ａには吸気カムシャフト６４の端部が係合状態で挿入されている。このことにより吸気カムシャフト６４はベーン体１２６に連動して回転する。   As shown in FIG. 14A, the vane hydraulic rotating mechanism 122 includes a short cylindrical casing 124 formed integrally with the timing sprocket, and a vane body 126 is disposed at the center of the casing 124. . The end portion of the intake camshaft 64 is inserted into the shaft portion 126a at the center of the vane body 126 in an engaged state. As a result, the intake camshaft 64 rotates in conjunction with the vane body 126.

軸部１２６ａへは、ケーシング１２４から２つの壁部１２４ａ，１２４ｂが軸対称な位置から突出して、先端部で油密的に接触している。ベーン体１２６の軸部１２６ａからも２つのベーン１２６ｃ，１２６ｄが突出してケーシング１２４の内周面に油密的に接触している。   Two wall portions 124a and 124b project from the casing 124 to the shaft portion 126a from the axially symmetric position, and are in oil-tight contact with the tip portion. Two vanes 126c and 126d also protrude from the shaft portion 126a of the vane body 126 and are in oil-tight contact with the inner peripheral surface of the casing 124.

このことによりケーシング１２４の内部は、４つの部屋に仕切られている。この内、油圧室１２８，１３０が進角用油路に接続され、圧縮状態のスプリング１３２ａ，１３４ａが配置されている油圧室１３２，１３４が遅角用油路に接続されている。そして油圧室１２８，１３２内にはストッパ１３６，１３８が設けられて、ベーン体１２６の回転範囲を制限している。   As a result, the inside of the casing 124 is partitioned into four rooms. Among these, the hydraulic chambers 128 and 130 are connected to the advance oil passage, and the hydraulic chambers 132 and 134 in which the compressed springs 132a and 134a are arranged are connected to the retard oil passage. Stoppers 136 and 138 are provided in the hydraulic chambers 128 and 132 to limit the rotation range of the vane body 126.

図１４(Ｂ)は進角油路から油圧が排出され、遅角油路から油圧が供給されている状態を示している。この場合、油圧室１３２，１３４は拡大し、油圧室１２８，１３０は縮小して、ベーン体１２６はケーシング１２４に対して相対的に左回転しストッパ１３６に当接する。この状態では、吸気カムシャフト６４の相対回転により吸気バルブ２ａのバルブタイミングは最も遅角された状態となる。この状態が図８に実線で示した状態である。   FIG. 14B shows a state where the hydraulic pressure is discharged from the advance oil passage and the hydraulic pressure is supplied from the retard oil passage. In this case, the hydraulic chambers 132 and 134 are enlarged, the hydraulic chambers 128 and 130 are reduced, and the vane body 126 rotates counterclockwise relative to the casing 124 and comes into contact with the stopper 136. In this state, the valve timing of the intake valve 2a is most retarded by the relative rotation of the intake camshaft 64. This state is the state indicated by the solid line in FIG.

尚、エンジン２の停止状態のごとく油圧が供給されないときには、スプリング１３２ａ，１３４ａにより、ベーン式油圧回転機構１２２は図１４(Ｂ)の状態となっている。
図１４(Ｃ)は遅角油路から油圧が排出され、進角油路から油圧が供給されている状態を示している。この場合、油圧室１２８，１３０は拡大し、油圧室１３２，１３４は縮小して、ベーン体１２６はケーシング１２４に対して相対的に右回転しストッパ１３８に当接する。この状態では、吸気カムシャフト６４の相対回転により吸気バルブ２ａのバルブタイミングは最も進角された状態となる。この状態が図８に破線で示した状態である。 When the hydraulic pressure is not supplied as in the engine 2 stopped state, the vane hydraulic rotating mechanism 122 is in the state shown in FIG. 14B by the springs 132a and 134a.
FIG. 14C shows a state in which the hydraulic pressure is discharged from the retarded oil passage and the hydraulic pressure is supplied from the advanced oil passage. In this case, the hydraulic chambers 128 and 130 are expanded, the hydraulic chambers 132 and 134 are contracted, and the vane body 126 rotates clockwise relative to the casing 124 and contacts the stopper 138. In this state, the valve timing of the intake valve 2a is most advanced by the relative rotation of the intake camshaft 64. This state is a state indicated by a broken line in FIG.

尚、前記図１４(Ａ)は図１４(Ｂ)と(Ｃ)との中間の状態を示し、この状態では吸気バルブ２ａのバルブタイミングは中間的な進角状態となる。したがって図８にて実線で示した状態と破線で示した状態との中間の状態となる。   14A shows an intermediate state between FIGS. 14B and 14C. In this state, the valve timing of the intake valve 2a is in an intermediate advance state. Accordingly, the state shown in FIG. 8 is intermediate between the state shown by the solid line and the state shown by the broken line.

次にＥＣＵ４によるバルブ作用角制御処理について説明する。図１５に吸入空気量制御処理のフローチャートを示す。本処理は一定の時間周期で繰り返し実行される処理である。   Next, the valve working angle control process by the ECU 4 will be described. FIG. 15 shows a flowchart of the intake air amount control process. This process is a process that is repeatedly executed at a constant time period.

本処理が開始されると、まず実バルブ作用角ＶＬａが読み込まれる（Ｓ１０２）。この実バルブ作用角ＶＬａは、回転角センサ５０の検出値θｖに基づいてＥＣＵ４により別途算出されている吸気バルブ２ａのバルブ作用角を示す値であり、前記図１３に示したマップから検出値θｖに基づいてバルブ作用角ＶＬを算出し、検出ずれを反映した学習値にてバルブ作用角ＶＬを補正して算出される。   When this process is started, first, the actual valve operating angle VLa is read (S102). This actual valve operating angle VLa is a value indicating the valve operating angle of the intake valve 2a, which is separately calculated by the ECU 4 based on the detected value θv of the rotation angle sensor 50, and is detected from the map shown in FIG. Is calculated by correcting the valve operating angle VL with a learning value reflecting the detection deviation.

次に実バルブタイミングＶＴａが読み込まれる（Ｓ１０４）。この実バルブタイミングＶＴａは、エンジン回転数センサ４６の出力パルスと基準クランク角センサ４８の出力パルスとのクランク角度差に基づいてＥＣＵ４により別途算出されている吸気バルブ２ａのバルブタイミングを示す値であり、進角値として表されている値である。この実バルブタイミングＶＴａについても、測定値としてのバルブタイミングＶＴを学習値にて補正し実バルブタイミングＶＴａとして算出される。   Next, the actual valve timing VTa is read (S104). The actual valve timing VTa is a value indicating the valve timing of the intake valve 2a separately calculated by the ECU 4 based on the crank angle difference between the output pulse of the engine speed sensor 46 and the output pulse of the reference crank angle sensor 48. , A value expressed as an advance value. The actual valve timing VTa is also calculated as the actual valve timing VTa by correcting the valve timing VT as the measurement value with the learning value.

次にＶＶＴ５８が異常か否かが判定される（Ｓ１０６）。このＶＶＴ５８が異常か否かの検出処理はＥＣＵ４により別途実行されている。すなわちＥＣＵ４は、ＶＶＴ５８を駆動して、エンジン運転状態（実バルブ作用角ＶＬａやエンジン回転数ＮＥ）に応じて算出した目標バルブタイミングＶＴｔとなるように実バルブタイミングＶＴａを調節するバルブタイミング制御を実行している。このことにより、内部ＥＧＲ率も考慮した適切な吸気効率となるようにしている。   Next, it is determined whether the VVT 58 is abnormal (S106). The ECU 4 separately executes a process for detecting whether or not the VVT 58 is abnormal. That is, the ECU 4 drives the VVT 58 and executes valve timing control for adjusting the actual valve timing VTa so that the target valve timing VTt calculated according to the engine operating state (actual valve operating angle VLa and engine speed NE) is obtained. is doing. As a result, an appropriate intake efficiency that takes into account the internal EGR rate is obtained.

このバルブタイミング制御において、目標バルブタイミングＶＴｔに実バルブタイミングＶＴａが追随しない現象あるいは追随が著しく遅延する現象が生じた場合にＶＶＴ５８が異常としている。尚、ＶＶＴ５８が異常であればＥＣＵ４は、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなるようにＯＣＶ１２０を駆動する退避駆動を実行する。したがって異常であってもＶＶＴ５８が遅角側に駆動可能であればＶＶＴ５８は最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎへ移行する。   In this valve timing control, the VVT 58 is abnormal when a phenomenon in which the actual valve timing VTa does not follow the target valve timing VTt or a phenomenon in which the following significantly delays occurs. If the VVT 58 is abnormal, the ECU 4 executes a retreat drive that drives the OCV 120 so that the VVT 58 becomes the most retarded valve timing VTmin. Accordingly, if the VVT 58 can be driven to the retard side even if it is abnormal, the VVT 58 shifts to the most retarded valve timing VTmin.

このバルブタイミング制御における異常検出処理にてＶＶＴ５８が異常であると検出されていなければ（Ｓ１０６で「ＮＯ」）、次に要求負荷率に応じて目標バルブ作用角ＶＬｔが算出される（Ｓ１０８）。要求負荷率は、ここではアクセル開度ＡＣＣＰとエンジン回転数ＮＥとに基づいて予め実験により定められたマップから負荷率が計算され、この負荷率を要求負荷率としてマップや演算式により目標バルブ作用角ＶＬｔが算出される。尚、負荷率とは最大機関負荷に対する負荷の割合を示すものである。   If the VVT 58 is not detected to be abnormal in the abnormality detection process in the valve timing control (“NO” in S106), the target valve operating angle VLt is then calculated according to the required load factor (S108). Here, the required load factor is calculated from a map determined in advance based on an experiment based on the accelerator opening ACCP and the engine speed NE. An angle VLt is calculated. The load factor indicates the ratio of the load to the maximum engine load.

そして実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ１２０）。すなわち実バルブ作用角ＶＬａと目標バルブ作用角ＶＬｔとの差に基づいて算出された回転方向と回転角度に応じてモータ１０２が駆動される。こうして一旦本処理を終了する。   Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S120). That is, the motor 102 is driven according to the rotation direction and the rotation angle calculated based on the difference between the actual valve operation angle VLa and the target valve operation angle VLt. In this way, this process is once completed.

このようにＶＶＴ５８が正常であれば、燃焼室１２内への吸入空気量は、可変動弁機構５４の内のバルブ作用角調節機構５６により調節され、これに協調するように吸気効率などの補助的な調節はＶＶＴ５８及びスロットルバルブ２６が担当する。   If the VVT 58 is normal in this way, the amount of intake air into the combustion chamber 12 is adjusted by the valve operating angle adjustment mechanism 56 in the variable valve mechanism 54, and assistance such as intake efficiency is coordinated with this. The VVT 58 and the throttle valve 26 are responsible for the adjustment.

ＶＶＴ５８によるバルブ作用角調節が異常となった場合について説明する。この場合にはステップＳ１０６で「ＹＥＳ」と判定されて、次に実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きいか否かが判定される（Ｓ１１０）。バルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒは、吸気バルブ２ａを最大バルブ作用角ＶＬｍａｘとしても燃焼を不安定化させないバルブタイミングの進角値上限を示す値である。すなわち吸気バルブ２ａと排気バルブ２ｂとのバルブオーパラップにより内部ＥＧＲ率が過大となることで燃焼不安定を生じる直前のバルブタイミングを示す進角値である。この値は予め実験にて求められているが、１つの固定値でも良く、又、エンジン回転数ＮＥなどの運転状態に応じて変更する値としても良い。   A case where the valve working angle adjustment by the VVT 58 becomes abnormal will be described. In this case, “YES” is determined in the step S106, and then it is determined whether or not the actual valve timing VTa is larger than the valve timing advance limit value VTegr (S110). The valve timing advance limit value VTegr is a value that indicates the upper limit of the advance value of the valve timing that does not destabilize combustion even when the intake valve 2a is set to the maximum valve operating angle VLmax. That is, this is an advance value indicating the valve timing immediately before the occurrence of combustion instability due to the excessive internal EGR rate due to the valve overlap between the intake valve 2a and the exhaust valve 2b. This value is obtained in advance by experiments, but may be one fixed value, or may be a value that is changed according to the operating state such as the engine speed NE.

ここでＶＴａ≦ＶＴｅｇｒであれば（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、最大バルブ作用角ＶＬｍａｘにしても燃焼不安定化は生じないとして、目標バルブ作用角ＶＬｔに最大バルブ作用角ＶＬｍａｘの値を設定する（Ｓ１１２）。そして要求負荷率に応じて目標スロットル開度ＴＡｔを算出する（Ｓ１１６）。   Here, if VTa ≦ VTegr (“NO” in S110), the value of the maximum valve operating angle VLmax is set to the target valve operating angle VLt, assuming that combustion instability does not occur even when the maximum valve operating angle VLmax is reached ( S112). Then, the target throttle opening degree TAt is calculated according to the required load factor (S116).

次にＥＣＵ４が別途実行しているスロットル開度制御に対して、目標スロットル開度ＴＡｔにスロットル開度ＴＡを制御するよう要求する（Ｓ１１８）。
そして実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ１２０）。この時は、目標バルブ作用角ＶＬｔ＝ＶＬｍａｘに固定されているので、吸気バルブ２ａのバルブ作用角は最大の状態に駆動されて固定される。こうして一旦本処理を終了する。 Next, the ECU 4 requests the throttle opening degree TA to be controlled to the target throttle opening degree TAt with respect to the throttle opening degree control separately executed by the ECU 4 (S118).
Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S120). At this time, since the target valve operating angle VLt = VLmax is fixed, the valve operating angle of the intake valve 2a is driven and fixed to the maximum state. In this way, this process is once completed.

このことにより燃焼室１２内への吸入空気量はスロットルバルブ２６により制御されることになる。
一方、ＶＴａ＞ＶＴｅｇｒの場合には（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、目標バルブ作用角ＶＬｔに中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ（＜ＶＬｍａｘ）の値を設定する（Ｓ１１４）。この中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄは実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒを越えて進角していても、燃焼不安定化は生じないバルブ作用角の内で最大の作用角が設定されている。この値は予め実験にて求められているが、１つの固定値でも良く、又、エンジン回転数ＮＥなどの運転状態に応じて変更する値としても良い。 Thus, the intake air amount into the combustion chamber 12 is controlled by the throttle valve 26.
On the other hand, if VTa> VTegr (“YES” in S110), the value of the intermediate valve operating angle VLmid (<VLmax) is set as the target valve operating angle VLt (S114). This intermediate valve working angle VLmid is set to the maximum working angle among the valve working angles in which combustion instability does not occur even if the actual valve timing VTa is advanced beyond the valve timing advance limit value VTegr. Yes. This value is obtained in advance by experiments, but may be one fixed value, or may be a value that is changed according to the operating state such as the engine speed NE.

そして要求負荷率に応じて目標スロットル開度ＴＡｔを算出し（Ｓ１１６）、スロットル開度制御側に対して目標スロットル開度ＴＡｔにスロットル開度ＴＡを制御するよう要求する（Ｓ１１８）。そして実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ１２０）。この時は、目標バルブ作用角ＶＬｔ＝ＶＬｍｉｄに固定されているので、吸気バルブ２ａのバルブ作用角は中間の状態に駆動されて固定される。こうして一旦本処理を終了する。   Then, the target throttle opening degree TAt is calculated in accordance with the required load factor (S116), and the throttle opening degree control side is requested to control the throttle opening degree TA to the target throttle opening degree TAt (S118). Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S120). At this time, since the target valve operating angle VLt = VLmid is fixed, the valve operating angle of the intake valve 2a is driven to an intermediate state and fixed. In this way, this process is once completed.

この場合も、燃焼室１２内への吸入空気量はスロットルバルブ２６により制御されることになる。
本実施の形態による処理の一例を図１６，１７のタイミングチャートに示す。図１６では、ＶＶＴ５８が異常となるまでは（ｔ０前）、スロットルバルブ２６は全開（スロットル開度ＴＡ＝１００％）であり、バルブ作用角調節機構５６による吸気バルブ２ａのバルブ作用角調節にて吸入空気量が制御されている。 Also in this case, the intake air amount into the combustion chamber 12 is controlled by the throttle valve 26.
An example of processing according to this embodiment is shown in timing charts of FIGS. In FIG. 16, until the VVT 58 becomes abnormal (before t0), the throttle valve 26 is fully opened (throttle opening TA = 100%), and the valve operating angle adjustment mechanism 56 adjusts the valve operating angle of the intake valve 2a. The intake air volume is controlled.

ＶＶＴ５８の異常が検出されると（ｔ０）、この時の実バルブタイミングＶＴａはバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒ以下であるので実バルブ作用角ＶＬａは最大バルブ作用角ＶＬｍａｘまで上昇されて固定される。これに対してスロットル開度ＴＡは吸入空気量を要求負荷率に対応するように制御される（ｔ０〜）。以後、スロットル開度ＴＡにより吸入空気量の調節がなされる。   When an abnormality in VVT 58 is detected (t0), the actual valve timing VTa at this time is equal to or less than the valve timing advance limit value VTegr, so the actual valve operating angle VLa is raised to the maximum valve operating angle VLmax and fixed. In contrast, the throttle opening degree TA is controlled so that the intake air amount corresponds to the required load factor (t0 to t0). Thereafter, the intake air amount is adjusted by the throttle opening degree TA.

尚、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、時刻ｔ１に至って実バルブタイミングＶＴａの緩慢な低下が始まり最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなっている（ｔ２）。ここでＶＶＴ５８の異常が進角側にバルブタイミングが変更できず遅角側に変更できるいわゆる遅角固着の場合には異常検出時（ｔ０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。又、ＶＶＴ５８の異常が遅角側にバルブタイミングが変更できず進角側に変更できるいわゆる進角固着の場合、あるいは進角側へも遅角側へも変更できない完全固着の場合であって、この状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止している。   Note that, by the retraction driving with VVT 58 as the most retarded valve timing VTmin, the actual valve timing VTa starts to slowly decrease until time t1, and reaches the most retarded valve timing VTmin (t2). Here, when the abnormality of the VVT 58 is so-called retarded angle fixing in which the valve timing cannot be changed to the advanced angle side but can be changed to the retarded angle side, the valve timing is immediately retreated to the most retarded valve timing VTmin when the abnormality is detected (t0). The In addition, when VVT 58 is abnormal, the valve timing cannot be changed to the retarded side and the valve timing can be changed to the advanced side, so-called advance fixed, or the complete fixed cannot be changed to the advanced side or the retarded side, If this state continues, the valve timing is stopped in the state when the abnormality is detected even if the retraction drive is performed.

図１７では、ＶＶＴ５８の異常が検出された時に（ｔ１０）、実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きくなっている場合を示している。この場合には、実バルブ作用角ＶＬａは中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄまで低下されて固定される。これに対してスロットル開度ＴＡは吸入空気量を要求負荷率に対応するように制御される（ｔ１０〜）。以後、スロットル開度ＴＡにより吸入空気量の調節がなされる。   FIG. 17 shows a case where the actual valve timing VTa is larger than the valve timing advance limit value VTegr when an abnormality of the VVT 58 is detected (t10). In this case, the actual valve operating angle VLa is lowered and fixed to the intermediate valve operating angle VLmid. On the other hand, the throttle opening degree TA is controlled so that the intake air amount corresponds to the required load factor (t10). Thereafter, the intake air amount is adjusted by the throttle opening degree TA.

そして、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、時刻ｔ１１に至って実バルブタイミングＶＴａの緩慢な低下が始まり最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなるが、この間にＶＴａ≦ＶＴｅｇｒとなる（ｔ１２）。このことにより実バルブ作用角ＶＬａは最大バルブ作用角ＶＬｍａｘまで上昇されて固定される。したがって時刻ｔ１２以後は、吸気バルブ２ａは最大バルブ作用角ＶＬｍａｘの状態で、スロットル開度ＴＡにより吸入空気量の調節がなされる。   Then, by the retraction driving with VVT 58 as the most retarded valve timing VTmin, the actual valve timing VTa starts slowly decreasing until time t11 and becomes the most retarded valve timing VTmin. During this time, VTa ≦ VTegr is satisfied (t12). . As a result, the actual valve operating angle VLa is raised and fixed to the maximum valve operating angle VLmax. Therefore, after time t12, the intake valve 2a is at the maximum valve operating angle VLmax, and the intake air amount is adjusted by the throttle opening degree TA.

尚、前述した遅角固着の場合には異常検出時（ｔ１０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。この場合は、時刻ｔ１０の直後に、実バルブ作用角ＶＬａが最大バルブ作用角ＶＬｍａｘに上昇されることになる。又、前述した進角固着あるいは完全固着の状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止しているので、実バルブ作用角ＶＬａは中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを維持することになる。   In the case of the above-mentioned retarded angle fixing, the valve timing is immediately retracted to the most retarded valve timing VTmin when an abnormality is detected (t10). In this case, immediately after time t10, the actual valve operating angle VLa is increased to the maximum valve operating angle VLmax. In addition, if the above-described advance-adhered or completely-adhered state continues, the valve timing is stopped in the state when an abnormality is detected even if the retraction drive is performed, so the actual valve operating angle VLa is the intermediate valve operating angle. VLmid will be maintained.

上述した構成において、バルブ作用角調節機構５６がバルブ作用角可変システムに、ＶＶＴ５８がバルブタイミング可変システムに、可変動弁機構５４が可変動弁システムに相当する。スロットルバルブ用モータ２４、スロットルバルブ２６及びスロットル開度センサ２８がスロットルバルブ駆動システムに相当する。そして吸入空気量制御処理（図１５）及びＶＶＴ５８の異常検出処理が吸入空気量制御装置としての処理に相当し、この内で、ＶＶＴ５８の異常検出処理がバルブタイミング異常検出手段としての処理に、ステップＳ１０６，Ｓ１１０〜Ｓ１１８が異常時吸入空気量制御手段としての処理に相当する。又、最大バルブ作用角ＶＬｍａｘ及び中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄが退避作用角に相当する。   In the configuration described above, the valve operating angle adjustment mechanism 56 corresponds to a valve operating angle variable system, the VVT 58 corresponds to a valve timing variable system, and the variable valve mechanism 54 corresponds to a variable valve system. The throttle valve motor 24, the throttle valve 26, and the throttle opening sensor 28 correspond to a throttle valve drive system. The intake air amount control process (FIG. 15) and the abnormality detection process of the VVT 58 correspond to the process as the intake air amount control device. Among these, the abnormality detection process of the VVT 58 is replaced with the process as the valve timing abnormality detection means. S106, S110 to S118 correspond to processing as an intake air amount control means at the time of abnormality. Further, the maximum valve operating angle VLmax and the intermediate valve operating angle VLmid correspond to the retracting operating angle.

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＶＶＴ５８の異常時には（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きいか否かを判定している（Ｓ１１０）。そしてこの判定結果により、目標バルブ作用角ＶＬｔに設定する値を中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄと最大バルブ作用角ＶＬｍａｘとで切り替えて設定している（Ｓ１１２，Ｓ１１４）。 According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). When the VVT 58 is abnormal (“YES” in S106), it is determined whether or not the actual valve timing VTa of the intake valve 2a is greater than the valve timing advance limit value VTegr (S110). Based on the determination result, the value set for the target valve operating angle VLt is switched between the intermediate valve operating angle VLmid and the maximum valve operating angle VLmax (S112, S114).

このようにバルブタイミング調節異常時に、バルブ作用角調節機構５６による実バルブ作用角ＶＬａの制御をそのまま継続させるのではなく、又、実バルブ作用角ＶＬａを単に固定するのでもなく、実バルブタイミングＶＴａに応じて２つの退避作用角ＶＬｍｉｄ，ＶＬｍａｘの間で切り替えて設定している。この２つの退避作用角ＶＬｍｉｄ，ＶＬｍａｘはそれぞれの吸気バルブ２ａのバルブタイミングにおいて燃焼安定性のために設けた吸気バルブ２ａのバルブ作用角である。そして退避作用角ＶＬｍｉｄ，ＶＬｍａｘに吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａを固定させた状態で、スロットル開度ＴＡの駆動制御により吸入空気量制御を行っている。   As described above, when the valve timing adjustment is abnormal, the control of the actual valve operating angle VLa by the valve operating angle adjusting mechanism 56 is not continued as it is, and the actual valve operating angle VLa is not simply fixed, but the actual valve timing VTa is not fixed. Accordingly, the two retracting operating angles VLmid and VLmax are switched and set. These two retracting operating angles VLmid and VLmax are valve operating angles of the intake valve 2a provided for combustion stability at the valve timing of each intake valve 2a. Then, the intake air amount control is performed by the drive control of the throttle opening degree TA in a state where the actual valve operating angle VLa of the intake valve 2a is fixed to the retracting operating angles VLmid and VLmax.

したがってＶＶＴ５８の異常により、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａが如何なる状態になっていてもエンジン２の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。   Therefore, it is possible to prevent the engine 2 from destabilizing combustion and enable retreat travel regardless of the actual valve timing VTa of the intake valve 2a due to the abnormality of the VVT 58.

（ロ）．上記２つの退避作用角ＶＬｍｉｄ，ＶＬｍａｘは、ＶＶＴ５８が異常となった各バルブタイミング状態において内部ＥＧＲ率を過大にしない吸気バルブ２ａのバルブ作用角であるとともに、この内でも最大のバルブ作用角に設定している。   (B). The two retracting working angles VLmid and VLmax are the valve working angles of the intake valve 2a that do not increase the internal EGR rate in each valve timing state in which the VVT 58 becomes abnormal, and are set to the maximum valve working angles. is doing.

このことによりエンジン２の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができるとともに、吸気バルブ２ａのバルブ作用角としては最大吸入空気量を十分に大きなものとすることができ、スロットル開度ＴＡによる吸入空気量制御も、より効果的なものとすることができる。   As a result, the combustion instability of the engine 2 can be prevented and retreat travel can be performed, and the maximum intake air amount can be made sufficiently large as the valve operating angle of the intake valve 2a. The intake air amount control by the opening degree TA can also be made more effective.

（ハ）．退避走行時には、吸気バルブ２ａのバルブ作用角が固定されることにより、実質的にバルブ作用角調節機構５６による吸気バルブ２ａのバルブ作用角の調節は実行されない。したがって実質的にスロットルバルブ２６のみの制御となり、協調制御自体が容易化して、退避走行時のＥＣＵ４への負担が軽減される。したがって退避走行に対応した他の処理を、より迅速に処理することが可能となる。   (C). During retreat travel, the valve operating angle of the intake valve 2a is fixed, so that the valve operating angle of the intake valve 2a is not substantially adjusted by the valve operating angle adjusting mechanism 56. Therefore, only the throttle valve 26 is controlled substantially, the cooperative control itself is facilitated, and the burden on the ECU 4 during the retreat travel is reduced. Therefore, other processes corresponding to the retreat travel can be processed more quickly.

［実施の形態２］
本実施の形態では、ＶＶＴの異常時においても制限された範囲で吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を実行するものである。 [Embodiment 2]
In the present embodiment, the intake air amount control is executed by adjusting the valve operating angle of the intake valve within a limited range even when the VVT is abnormal.

本実施の形態のハード構成は、前記実施の形態１の図１〜１４に示したハード構成と同じであり、同一の符号にて説明する。前記実施の形態１と異なるのは、ＥＣＵ４における吸入空気量制御処理（図１５）の代わりに図１８に示す処理が実行される。   The hardware configuration of the present embodiment is the same as that shown in FIGS. 1 to 14 of the first embodiment, and will be described using the same reference numerals. The difference from the first embodiment is that the process shown in FIG. 18 is executed instead of the intake air amount control process (FIG. 15) in the ECU 4.

吸入空気量制御処理（図１８）について説明する。これらの処理は一定周期で繰り返し実行されている。本処理が開始されると、まず吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａが読み込まれ（Ｓ２０２）、次に吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａが読み込まれる（Ｓ２０４）。これらのステップＳ２０２，Ｓ２０４の処理は前記図１５のステップＳ１０２，Ｓ１０４と同じであり、吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａ及び実バルブタイミングＶＴａについてもステップＳ１０２，Ｓ１０４にて説明したごとくである。   The intake air amount control process (FIG. 18) will be described. These processes are repeatedly executed at a constant cycle. When this process is started, first, the actual valve operating angle VLa of the intake valve 2a is read (S202), and then the actual valve timing VTa of the intake valve 2a is read (S204). The processes of steps S202 and S204 are the same as steps S102 and S104 of FIG. 15, and the actual valve operating angle VLa and the actual valve timing VTa of the intake valve 2a are as described in steps S102 and S104.

次に要求負荷率に応じて予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが算出される（Ｓ２０６）。この要求負荷率は前記図１５のステップＳ１０８にて説明したごとくであり、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘは前記ステップＳ１０８にて目標バルブ作用角ＶＬｔを求めるマップや演算式と同じマップや演算式により算出される。   Next, the preliminary target valve operating angle VLtx is calculated according to the required load factor (S206). The required load factor is as described in step S108 of FIG. 15, and the preliminary target valve operating angle VLtx is calculated by the same map and arithmetic expression as the map and arithmetic expression for obtaining the target valve operating angle VLt in step S108. Is done.

そして次にＶＶＴ５８が異常か否かが判定される（Ｓ２０８）。このＶＶＴ５８が異常か否かの判定は、前記図１５のステップＳ１０６にて説明したごとくである。又、ＶＶＴ５８が異常であればＥＣＵ４はＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなるように駆動する退避駆動を実行する点についても同じである。   Next, it is determined whether the VVT 58 is abnormal (S208). The determination of whether or not the VVT 58 is abnormal is as described in step S106 of FIG. Further, the same is true in that if the VVT 58 is abnormal, the ECU 4 executes a retreat drive for driving the VVT 58 to be at the most retarded valve timing VTmin.

この異常検出処理にてＶＶＴ５８が異常であると検出されていなければ（Ｓ２０８で「ＮＯ」）、次に目標バルブ作用角ＶＬｔに予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが設定される（Ｓ２１０）。そして吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ２１８）。すなわち実バルブ作用角ＶＬａと目標バルブ作用角ＶＬｔとの差に基づいて算出された回転方向と回転角度に応じてモータ１０２が駆動される。こうして一旦本処理を終了する。   If it is not detected that the VVT 58 is abnormal in this abnormality detection process (“NO” in S208), then the preliminary target valve operating angle VLtx is set to the target valve operating angle VLt (S210). Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa of the intake valve 2a becomes the target valve operating angle VLt (S218). That is, the motor 102 is driven according to the rotation direction and the rotation angle calculated based on the difference between the actual valve operation angle VLa and the target valve operation angle VLt. In this way, this process is once completed.

このようにＶＶＴ５８が正常であれば、燃焼室１２内への吸入空気量は、可変動弁機構５４の内のバルブ作用角調節機構５６により制御され、吸気効率などの補助的な調節はＶＶＴ５８及びスロットルバルブ２６が担当する。   When the VVT 58 is normal in this way, the intake air amount into the combustion chamber 12 is controlled by the valve operating angle adjustment mechanism 56 in the variable valve mechanism 54, and auxiliary adjustments such as intake efficiency are performed by the VVT 58 and the VVT 58. The throttle valve 26 is in charge.

ＶＶＴ５８が異常となった場合について説明する。この場合にはステップＳ２０８で「ＹＥＳ」と判定されて、次に吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きいか否かが判定される（Ｓ２１２）。バルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒは前記図１５のステップＳ１１０にて説明したごとくである。   A case where the VVT 58 becomes abnormal will be described. In this case, “YES” is determined in the step S208, and it is then determined whether or not the actual valve timing VTa of the intake valve 2a is larger than the valve timing advance limit value VTegr (S212). The valve timing advance limit value VTegr is as described in step S110 of FIG.

ここでＶＴａ≦ＶＴｅｇｒであれば（Ｓ２１２で「ＮＯ」）、吸気バルブ２ａが最大バルブ作用角ＶＬｍａｘに駆動されたとしても燃焼不安定化は生じない状態であるので、次に式１が成立しているか否かが判定される（Ｓ２１３）。   If VTa ≦ VTegr (“NO” in S212), combustion instability does not occur even if the intake valve 2a is driven to the maximum valve operating angle VLmax. It is determined whether or not (S213).

前回ＶＬｔ ＝ ＶＬｍｉｄ ＜ 前回ＶＬｔｘ … ［式１］
この式１の関係は前回の制御周期において予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが退避作用角ＶＬｍｉｄよりも大きいことにより、目標バルブ作用角ＶＬｔが制限されて、上限である退避作用角ＶＬｍｉｄに固定されている状態を示している。 Previous VLt = VLmid <Previous VLtx ... [Formula 1]
The relationship of Equation 1 is that the target valve operating angle VLt is limited and fixed at the upper limit retracting operating angle VLmid because the preliminary target valve operating angle VLtx is larger than the retracting operating angle VLmid in the previous control cycle. Indicates the state.

前回の状態が前記式１を満たしていなければ（Ｓ２１３で「ＮＯ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘを目標バルブ作用角ＶＬｔに設定しても、急激な実バルブ作用角ＶＬａの上昇は生じないので、目標バルブ作用角ＶＬｔに予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが設定される（Ｓ２１０）。そして吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ２１８）。すなわちＶＶＴ５８が異常でない時と同様の範囲で実バルブ作用角ＶＬａが調節される。このことにより燃焼室１２内への吸入空気量は、可変動弁機構５４の内のバルブ作用角調節機構５６により制御され、補助的な調節はスロットルバルブ２６が担当する。   If the previous state does not satisfy Formula 1 (“NO” in S213), even if the preliminary target valve operating angle VLtx is set to the target valve operating angle VLt, the actual valve operating angle VLa does not rapidly increase. Therefore, the preliminary target valve operating angle VLtx is set to the target valve operating angle VLt (S210). Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa of the intake valve 2a becomes the target valve operating angle VLt (S218). That is, the actual valve operating angle VLa is adjusted in the same range as when the VVT 58 is not abnormal. As a result, the amount of intake air into the combustion chamber 12 is controlled by the valve operating angle adjusting mechanism 56 in the variable valve mechanism 54, and the throttle valve 26 takes charge of auxiliary adjustment.

ＶＴａ＞ＶＴｅｇｒの場合には（Ｓ２１２で「ＹＥＳ」）、ステップＳ２０６にて算出した予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘの値が中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄより大きいか否かが判定される（Ｓ２１４）。前記図１５のステップＳ１１４にて説明したごとく、中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄは吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒを越えて進角していても、通常の走行では燃焼不安定化は生じない吸気バルブ２ａのバルブ作用角の内で最大の作用角が設定されている。   If VTa> VTegr (“YES” in S212), it is determined whether or not the value of the preliminary target valve operating angle VLtx calculated in step S206 is larger than the intermediate valve operating angle VLmid (S214). As described in step S114 of FIG. 15, the intermediate valve operating angle VLmid is not combusted in normal driving even if the actual valve timing VTa of the intake valve 2a is advanced beyond the valve timing advance limit value VTegr. The maximum operating angle is set among the valve operating angles of the intake valve 2a that does not stabilize.

ここでＶＬｔｘ≦ＶＬｍｉｄであれば（Ｓ２１４で「ＮＯ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘにて吸気バルブ２ａのバルブ作用角を制御しても燃焼不安定化は生じないので、目標バルブ作用角ＶＬｔに予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが設定される（Ｓ２１０）。そして吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ２１８）。このことにより燃焼室１２内への吸入空気量は、可変動弁機構５４の内のバルブ作用角調節機構５６により制御され、補助的な調節はスロットルバルブ２６が担当する。   If VLtx ≦ VLmid (“NO” in S214), combustion instability does not occur even if the valve operating angle of the intake valve 2a is controlled with the preliminary target valve operating angle VLtx. Therefore, the target valve operating angle VLt The preliminary target valve operating angle VLtx is set to (S210). Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa of the intake valve 2a becomes the target valve operating angle VLt (S218). As a result, the amount of intake air into the combustion chamber 12 is controlled by the valve operating angle adjusting mechanism 56 in the variable valve mechanism 54, and the throttle valve 26 takes charge of auxiliary adjustment.

ＶＬｔｘ＞ＶＬｍｉｄであれば（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘにて吸気バルブ２ａのバルブ作用角を制御した場合、燃焼不安定化が生じるおそれがあるので、目標バルブ作用角ＶＬｔには中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄが設定される（Ｓ２１６）。そして実バルブ作用角ＶＬａが目標バルブ作用角ＶＬｔとなるようにモータ１０２の駆動がなされる（Ｓ２１８）。このことにより吸気バルブ２ａのバルブ作用角は中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを上限として制限されることになる。尚、補助的な調節はスロットルバルブ２６が担当する。   If VLtx> VLmid (“YES” in S214), if the valve operating angle of the intake valve 2a is controlled with the preliminary target valve operating angle VLtx, there is a possibility that combustion instability may occur, so the target valve operating angle VLt Is set to the intermediate valve operating angle VLmid (S216). Then, the motor 102 is driven so that the actual valve operating angle VLa becomes the target valve operating angle VLt (S218). As a result, the valve operating angle of the intake valve 2a is limited with the intermediate valve operating angle VLmid as the upper limit. The throttle valve 26 takes charge of auxiliary adjustment.

このように目標バルブ作用角ＶＬｔが中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄに固定されている状態で、ＶＴａ＞ＶＴｅｇｒである状態からＶＴａ≦ＶＴｅｇｒである状態に変化した場合には（Ｓ２１２で「ＮＯ」）、次に前記式１の状態が満足されているか否かが判定される（Ｓ２１３）。直前の制御周期でバルブ作用角は中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを上限として制限されていたので（Ｓ２１３で「ＹＥＳ」）、次に今回算出された予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄより大きいか否かが判定される（Ｓ２１４）。   When the target valve operating angle VLt is fixed to the intermediate valve operating angle VLmid and the state changes from VTa> VTegr to VTa ≦ VTegr (“NO” in S212), It is determined whether or not the condition of Equation 1 is satisfied (S213). Since the valve operating angle is limited with the intermediate valve operating angle VLmid as the upper limit in the immediately preceding control cycle (“YES” in S213), the preliminary target valve operating angle VLtx calculated this time is larger than the intermediate valve operating angle VLmid. It is determined whether or not (S214).

今回の制御周期においてもＶＬｔｘ＞ＶＬｍｉｄであれば（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）、目標バルブ作用角ＶＬｔが制限されて上限である退避作用角ＶＬｍｉｄに固定される状態（Ｓ２１６）が継続する。以後、ＶＴａ≦ＶＴｅｇｒ（Ｓ２１２で「ＮＯ」）であっても前記式１が満足され（Ｓ２１３）、かつＶＬｔｘ＞ＶＬｍｉｄである限り（Ｓ２１４で「ＹＥＳ」）、吸気バルブ２ａのバルブ作用角の制限状態は継続する。これはＶＴａ＞ＶＴｅｇｒからＶＴａ≦ＶＴｅｇｒに変化した場合に急激に実バルブ作用角ＶＬａが増加するのを防止するためである。   In this control cycle, if VLtx> VLmid (“YES” in S214), the target valve operating angle VLt is limited and fixed to the upper limit retracting operating angle VLmid (S216). Thereafter, even if VTa ≦ VTegr (“NO” in S212), the above equation 1 is satisfied (S213) and as long as VLtx> VLmid (“YES” in S214), the valve operating angle of the intake valve 2a is limited. The state continues. This is to prevent the actual valve operating angle VLa from abruptly increasing when VTa> VTegr is changed to VTa ≦ VTegr.

そして一旦、ＶＬｔｘ≦ＶＬｍｉｄとなれば（Ｓ２１４で「ＮＯ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが目標バルブ作用角ＶＬｔに設定されることになる（Ｓ２１０）。このため、以後、前記式１は満足されなくなり（Ｓ２１３で「ＮＯ」）、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘが目標バルブ作用角ＶＬｔに設定される（Ｓ２１０）状態が継続する。   Once VLtx ≦ VLmid (“NO” in S214), the preliminary target valve operating angle VLtx is set to the target valve operating angle VLt (S210). Therefore, thereafter, the expression 1 is not satisfied (“NO” in S213), and the preliminary target valve operating angle VLtx is set to the target valve operating angle VLt (S210).

本実施の形態による処理の一例を図１９〜２１のタイミングチャートに示す。
図１９の例では、ＶＶＴ５８が異常となるまでは（ｔ２０前）、スロットルバルブ２６は全開（スロットル開度ＴＡ＝１００％）であり、バルブ作用角調節機構５６により制限無く吸気バルブ２ａのバルブ作用角調節にて吸入空気量が制御されている。 An example of processing according to the present embodiment is shown in the timing charts of FIGS.
In the example of FIG. 19, until the VVT 58 becomes abnormal (before t20), the throttle valve 26 is fully open (throttle opening TA = 100%), and the valve action of the intake valve 2a is not limited by the valve action angle adjusting mechanism 56. The intake air volume is controlled by adjusting the angle.

ＶＶＴ５８の異常が検出された時（ｔ２０）の実バルブタイミングＶＴａはバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒ以下であるので、燃焼不安定を招かないことから、ＶＶＴ５８が異常でない時と同様に、制限無く吸気バルブ２ａのバルブ作用角調節が実行される。すなわち、実バルブ作用角ＶＬａ（実際には目標バルブ作用角ＶＬｔ）が中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄより大きくなるのを許している（ｔ２１〜ｔ２２）。以後も、制限のないバルブ作用角調節が継続する。   Since the actual valve timing VTa when the abnormality of the VVT 58 is detected (t20) is equal to or less than the valve timing advance limit value VTegr, combustion instability is not caused. Therefore, as in the case where the VVT 58 is not abnormal, the intake air is not limited. The valve working angle adjustment of the valve 2a is executed. That is, the actual valve operating angle VLa (actually the target valve operating angle VLt) is allowed to be larger than the intermediate valve operating angle VLmid (t21 to t22). Thereafter, the valve working angle adjustment without limitation continues.

尚、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、動作は緩慢であるが時刻ｔ２３に至って実バルブタイミングＶＴａは低下して最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとなっている（ｔ２４）。ここで前述した遅角固着の場合には異常検出時（ｔ２０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。又、ＶＶＴ５８の異常が前述した進角固着あるいは完全固着の状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止している。   Although the operation is slow due to the retraction drive with VVT 58 as the most retarded valve timing VTmin, the actual valve timing VTa decreases to the most retarded valve timing VTmin at time t23 (t24). Here, in the case of the retarded angle fixing described above, the valve timing is immediately retracted to the most retarded valve timing VTmin when an abnormality is detected (t20). Further, if the abnormality of the VVT 58 continues in the above-described advance angle fixed state or complete fixed state, the valve timing is stopped in the state at the time of detecting the abnormality even if the retract drive is performed.

図２０の例では、ＶＶＴ５８の異常が検出された時（ｔ３０）の実バルブタイミングＶＴａはバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒを越えているので、燃焼不安定を招くおそれがある。したがって、以後、実バルブ作用角ＶＬａ（実際には目標バルブ作用角ＶＬｔ）は中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄにより上限が制限されている（ｔ３１〜ｔ３２）。   In the example of FIG. 20, the actual valve timing VTa when the abnormality of the VVT 58 is detected (t30) exceeds the valve timing advance limit value VTegr, which may cause combustion instability. Therefore, thereafter, the upper limit of the actual valve operating angle VLa (actually the target valve operating angle VLt) is limited by the intermediate valve operating angle VLmid (t31 to t32).

尚、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、時刻ｔ３４に至って実バルブタイミングＶＴａは最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎへと低下するが、この途中でＶＴａ≦ＶＴｅｇｒとなる（ｔ３５）。したがって、時刻ｔ３５からは中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄによる制限が解除される。   Note that, due to the retraction driving with VVT 58 as the most retarded valve timing VTmin, the actual valve timing VTa decreases to the most retarded valve timing VTmin at time t34, but VTa ≦ VTegr is satisfied in the middle (t35). Therefore, the restriction by the intermediate valve working angle VLmid is released from time t35.

ここで前述した遅角固着の場合には異常検出時（ｔ３０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。したがって上述した中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄによる制限（ｔ３１〜ｔ３２）は生じない。   In the case of the above-described retarded angle fixation, the valve timing is immediately retracted to the most retarded valve timing VTmin at the time of abnormality detection (t30). Therefore, the above-described restriction (t31 to t32) due to the intermediate valve working angle VLmid does not occur.

又、ＶＶＴ５８の異常が前述した進角固着あるいは完全固着の状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止しているので前記制限（ｔ３１〜ｔ３２）は生じることになる。   In addition, if the abnormality of the VVT 58 continues in the above-described advance angle fixed state or complete fixed state, the valve timing is stopped in the state at the time of detecting the abnormality even if the retraction driving is performed, so the limit (t31 to t32). Will occur.

図２１の例では、ＶＶＴ５８の異常が検出された時（ｔ４０）の実バルブタイミングＶＴａはバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒを越えているので、実バルブ作用角ＶＬａ（実際には目標バルブ作用角ＶＬｔ）は中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄにより制限されている（ｔ４１〜）。この制限期間において、ＶＶＴ５８を最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎとする退避駆動により、時刻ｔ４２に至って実バルブタイミングＶＴａは最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎへと低下する（ｔ４５）が、この途中でＶＴａ≦ＶＴｅｇｒとなる（ｔ４３）。この時、実バルブ作用角ＶＬａは制限中であるので、制限は解除されることなく継続する。そして予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘ≦ＶＬｍｉｄとなることで実バルブ作用角ＶＬａ制限の継続が解除される（ｔ４４）。したがって以後、予備目標バルブ作用角ＶＬｔｘに中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄより大きい値が設定されても（ｔ４６〜）、目標バルブ作用角ＶＬｔにそのまま設定されることになる。   In the example of FIG. 21, since the actual valve timing VTa when the abnormality of the VVT 58 is detected (t40) exceeds the valve timing advance limit value VTegr, the actual valve operating angle VLa (actually the target valve operating angle VLt ) Is limited by the intermediate valve working angle VLmid (t41 to t). During this limit period, the actual valve timing VTa decreases to the most retarded valve timing VTmin at time t42 by the retreat driving with VVT 58 as the most retarded valve timing VTmin (t45), but VTa ≦ VTegr in the middle. (T43). At this time, since the actual valve working angle VLa is being restricted, the restriction continues without being released. Then, when the preliminary target valve operating angle VLtx ≦ VLmid is satisfied, the restriction of the actual valve operating angle VLa is released (t44). Therefore, thereafter, even if a value larger than the intermediate valve working angle VLmid is set to the preliminary target valve working angle VLtx (from t46), the target valve working angle VLt is set as it is.

この場合も前述した遅角固着の場合には異常検出時（ｔ４０）にバルブタイミングは直ちに最遅角バルブタイミングＶＴｍｉｎに退避される。したがって上述した中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄによる制限（ｔ４１〜ｔ４４）は生じない。   Also in this case, in the case of the above-described retarded angle fixation, the valve timing is immediately retracted to the most retarded angle valve timing VTmin when an abnormality is detected (t40). Therefore, the above-described restriction (t41 to t44) due to the intermediate valve working angle VLmid does not occur.

又、ＶＶＴ５８の異常が前述した進角固着あるいは完全固着の状態が継続していれば退避駆動が行われてもバルブタイミングは異常検出時の状態で停止しているので前記制限解除（ｔ４４〜）もなされることはない。   Further, if the abnormality of the VVT 58 continues in the above-described advance-fixed state or complete-fixed state, the valve timing is stopped in the state at the time of detecting the abnormality even if the retraction driving is performed, so the restriction is released (t44-). It will never be done.

上述した構成において、吸入空気量制御処理（図１８）及びＶＶＴ５８の異常検出処理が吸入空気量制御装置としての処理に相当し、この内で、ＶＶＴ５８の異常検出処理がバルブタイミング異常検出手段としての処理に、ステップＳ２０８〜Ｓ２１６が異常時吸入空気量制御手段としての処理に相当する。又、バルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒが基準バルブタイミングに、中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下のバルブ作用角範囲がバルブ作用角退避範囲に相当する。   In the above-described configuration, the intake air amount control process (FIG. 18) and the abnormality detection process of the VVT 58 correspond to the process as the intake air amount control device. Among these, the abnormality detection process of the VVT 58 serves as the valve timing abnormality detection means. In the process, steps S208 to S216 correspond to the process as the intake air amount control means at the time of abnormality. Further, the valve timing advance limit value VTegr corresponds to the reference valve timing, and the valve operating angle range equal to or less than the intermediate valve operating angle VLmid corresponds to the valve operating angle retracting range.

以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．ＶＶＴ５８の異常時には（Ｓ２０８で「ＹＥＳ」）、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きいか否かを判定している（Ｓ２１２）。そしてこの判定結果により、吸気バルブ２ａの目標バルブ作用角ＶＬｔを中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下に制限するかしないかを設定している。この中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下の領域が、実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒより大きい場合に燃焼安定性のために設けたバルブ作用角退避範囲である。 According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). When the VVT 58 is abnormal (“YES” in S208), it is determined whether or not the actual valve timing VTa of the intake valve 2a is greater than the valve timing advance limit value VTegr (S212). Based on the determination result, it is set whether or not the target valve operating angle VLt of the intake valve 2a is limited to be equal to or smaller than the intermediate valve operating angle VLmid. The region below the intermediate valve working angle VLmid is a valve working angle retracting range provided for combustion stability when the actual valve timing VTa is larger than the valve timing advance limit value VTegr.

このようにＶＶＴ５８の異常時には、バルブ作用角調節機構５６による吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａの制御をそのまま継続させるのではなく、又、実バルブ作用角ＶＬａを単に固定するのでもなく、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａに応じた制限を設定している。   Thus, when the VVT 58 is abnormal, the control of the actual valve operating angle VLa of the intake valve 2a by the valve operating angle adjusting mechanism 56 is not continued as it is, and the actual valve operating angle VLa is not simply fixed, Limits are set according to the actual valve timing VTa of the valve 2a.

したがってＶＶＴ５８の異常時に、吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａが如何なる状態になっていても、吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａの調節により、エンジン２の燃焼不安定化を防止して退避走行を可能とすることができる。   Therefore, when the VVT 58 is abnormal, the actual valve timing VTa of the intake valve 2a is in any state, and by adjusting the actual valve operating angle VLa of the intake valve 2a, the combustion instability of the engine 2 is prevented and retreat travel is performed. Can be possible.

（ロ）．特に吸気バルブ２ａの実バルブタイミングＶＴａがバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒ以下である場合、すなわちバルブタイミング進角限界値ＶＴｅｇｒから遅角側の領域にある場合には、吸気バルブ２ａの実バルブ作用角ＶＬａの制御範囲を狭めていない。このため円滑な退避走行の頻度を高めることができる。   (B). In particular, when the actual valve timing VTa of the intake valve 2a is equal to or smaller than the valve timing advance limit value VTegr, that is, when the actual valve timing VTagr is in the retarded range from the valve timing advance angle limit value VTegr, The control range of VLa is not narrowed. For this reason, the frequency of smooth evacuation travel can be increased.

（ハ）．吸気バルブ２ａの目標バルブ作用角ＶＬｔを中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下に制限している時に、ＶＴａ≦ＶＴｅｇｒとなってもＶＬｔｘ≦ＶＬｍｉｄとなるまでは制限は解除されない。したがって吸気バルブ２ａにおける急激な実バルブ作用角ＶＬａの増加を防止でき、退避走行中におけるドライバビリティを維持できる。   (C). When the target valve operating angle VLt of the intake valve 2a is limited to be equal to or smaller than the intermediate valve operating angle VLmid, even if VTa ≦ VTegr, the limitation is not released until VLtx ≦ VLmid. Accordingly, it is possible to prevent a sudden increase in the actual valve operating angle VLa in the intake valve 2a and maintain drivability during the retreat travel.

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態においては、吸気バルブのバルブタイミングとバルブ作用角とを可変としていたが、バルブタイミングについては排気バルブの方を可変としても良い。排気バルブのバルブタイミングを遅角させることにより排気ポートや排気通路に排出された排気が燃焼室内に戻されることにより、内部ＥＧＲが生じる。したがって、排気バルブのバルブタイミングを調節する場合には、図１５のステップＳ１１０あるいは図１８のステップＳ２１２では排気バルブのバルブタイミングをバルブタイミング遅角限界値にて判断する。 [Other embodiments]
(A). In each of the above embodiments, the valve timing and the valve operating angle of the intake valve are made variable, but the exhaust valve may be made variable for the valve timing. By retarding the valve timing of the exhaust valve, the exhaust discharged to the exhaust port and the exhaust passage is returned to the combustion chamber, thereby generating an internal EGR. Therefore, when adjusting the valve timing of the exhaust valve, the valve timing of the exhaust valve is determined from the valve timing retardation limit value in step S110 of FIG. 15 or step S212 of FIG.

そして図１５の場合には、排気バルブのバルブタイミングがバルブタイミング遅角限界値よりも遅角量が大きい場合には、吸気バルブの目標バルブ作用角ＶＬｔを中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄに固定し、遅角量がバルブタイミング遅角限界値以下の場合には最大バルブ作用角ＶＬｍａｘに固定する。   In the case of FIG. 15, when the valve timing of the exhaust valve is larger than the valve timing delay limit value, the target valve operating angle VLt of the intake valve is fixed to the intermediate valve operating angle VLmid, and the delay is delayed. When the angular amount is equal to or less than the valve timing retardation limit value, the maximum valve operating angle VLmax is fixed.

図１８の場合には、排気バルブのバルブタイミングがバルブタイミング遅角限界値よりも遅角量が大きい場合には、吸気バルブの目標バルブ作用角ＶＬｔを中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下に制限し、遅角量がバルブタイミング遅角限界値以下で更に制限継続中でなければ、制限しないようにする。   In the case of FIG. 18, when the valve timing of the exhaust valve is larger than the valve timing delay limit value, the target valve operating angle VLt of the intake valve is limited to the intermediate valve operating angle VLmid or less, and the delay is delayed. If the angular amount is less than the valve timing retardation limit value and the restriction is not continuing, the restriction is not made.

更に、吸気バルブと排気バルブとの両方のバルブタイミングを可変としても良い。この場合には、吸気バルブの進角値と排気バルブの遅角値とを総合した値に基づく内部ＥＧＲ率によりバルブ作用角に対する処理を判断すればよい。   Furthermore, the valve timings of both the intake valve and the exhaust valve may be variable. In this case, the processing for the valve working angle may be determined based on the internal EGR rate based on the total value of the advance value of the intake valve and the retard value of the exhaust valve.

（ｂ）．前記実施の形態２においてＶＶＴ異常が一時的なものである場合があり、このために一度、ＶＶＴ異常であると検出した後も、繰り返しＶＶＴ異常を検出し、異常でなくなれば処理を元に戻す場合がある。この場合には、図２２のごとくＶＶＴ異常でないと判定された場合に（Ｓ２０８で「ＮＯ」）、ステップＳ２１３の判断に移行しても良い。このことにより実バルブ作用角ＶＬａの制限状態にて、異常であると判定された状態から異常でないと判定された場合の急激な実バルブ作用角ＶＬａの増加を防止して、退避走行中におけるドライバビリティを維持できる。尚、図２２において各ステップは図１８の同一ステップ番号の処理と同じである。   (B). In the second embodiment, the VVT abnormality may be temporary. For this reason, even after detecting that the VVT abnormality is once detected, the VVT abnormality is repeatedly detected. There is a case. In this case, when it is determined that there is no VVT abnormality as shown in FIG. 22 (“NO” in S208), the process may proceed to the determination in step S213. This prevents the sudden increase in the actual valve operating angle VLa when it is determined that the actual valve operating angle VLa is not abnormal from the state determined to be abnormal in the restricted state of the actual valve operating angle VLa. Maintainability. In FIG. 22, each step is the same as the process of the same step number in FIG.

（ｃ）．前記各実施の形態においては、コントロールシャフトの軸方向移動により仲介駆動機構がバルブ作用角（及びバルブリフト量）を調節するタイプであったが、仲介駆動機構を設けなくても図２３，２４に示すごとく構成することでバルブ作用角（及びバルブリフト量）を調節しても良い。すなわち吸気カム４６４ａを３次元カムとし、吸気カムシャフト４６４にコントロールシャフトを兼ねさせて軸方向に移動しても良い。ここでは、吸気カムシャフト４６４の端部にはストレートスプライン４６４ｂが設けられて、このストレートスプライン４６４ｂによりバルブタイミング調節機構５８のベーン体１２６（図１４）に係合している。したがってベーン体１２６が短円筒状のケーシング内で軸方向移動が不能でも、吸気カムシャフト４６４は軸方向に移動可能となる。   (C). In each of the above embodiments, the mediation drive mechanism is a type in which the valve operating angle (and the valve lift amount) is adjusted by the axial movement of the control shaft. However, even if no mediation drive mechanism is provided, FIGS. The valve operating angle (and the valve lift amount) may be adjusted by configuring as shown. That is, the intake cam 464a may be a three-dimensional cam, and the intake cam shaft 464 may also serve as a control shaft and move in the axial direction. Here, a straight spline 464b is provided at the end of the intake camshaft 464, and the straight spline 464b is engaged with the vane body 126 (FIG. 14) of the valve timing adjusting mechanism 58. Therefore, even if the vane body 126 cannot move in the axial direction within the short cylindrical casing, the intake camshaft 464 can move in the axial direction.

ここでシャフトスライド機構１００は前記実施の形態１にて説明したごとくである。ただしカムフレーム１１０は転がり軸受部４６６を介して吸気カムシャフト４６４に接続されている。このことにより、バルブタイミング調節機構５８を介してクランクシャフトの回転に連動している吸気カムシャフト４６４に対して、カムフレーム１１０は回転することなく吸気カムシャフト４６４を軸方向に移動可能としている。   Here, the shaft slide mechanism 100 is as described in the first embodiment. However, the cam frame 110 is connected to the intake camshaft 464 via a rolling bearing portion 466. As a result, the intake camshaft 464 can move in the axial direction without rotating the cam frame 110 with respect to the intake camshaft 464 that is interlocked with the rotation of the crankshaft via the valve timing adjusting mechanism 58.

そして図２４の(Ａ)に示すごとく螺旋カム機構１０４のストッパアーム１０４ｄが最小作用角側ストッパ１０４ｅに当接している状態では、吸気カムシャフト４６４はＬ方向の限界位置に存在する。したがって吸気バルブ２ａは吸気カム４６４ａの低バルブ作用角側に接触して駆動され、バルブ作用角（及びバルブリフト量）は最も小さいものとなる。   Then, as shown in FIG. 24A, when the stopper arm 104d of the spiral cam mechanism 104 is in contact with the minimum operating angle side stopper 104e, the intake camshaft 464 exists at the limit position in the L direction. Accordingly, the intake valve 2a is driven in contact with the low valve operating angle side of the intake cam 464a, and the valve operating angle (and the valve lift amount) becomes the smallest.

図２４の(Ａ)の状態からモータ駆動により螺旋カム１０８を回転させると、吸気カムシャフト４６４はＨ方向に移動する。このことにより吸気バルブ２ａは吸気カム４６４ａの低バルブ作用角側から離れた位置に接触するようになり、バルブ作用角（及びバルブリフト量）は次第に大きくなる。   When the helical cam 108 is rotated by driving the motor from the state of FIG. 24A, the intake camshaft 464 moves in the H direction. As a result, the intake valve 2a comes into contact with a position away from the low valve operating angle side of the intake cam 464a, and the valve operating angle (and the valve lift amount) gradually increases.

そして図２４の(Ｂ)に示すごとく螺旋カム機構１０４のストッパアーム１０４ｄが最大作用角側ストッパ１０４ｆに当接すると、吸気カムシャフト４６４はＨ方向の限界位置となる。したがって吸気バルブ２ａは吸気カム４６４ａの高バルブ作用角側に接触して駆動され、バルブ作用角（及びバルブリフト量）は最も大きいものとなる。   As shown in FIG. 24B, when the stopper arm 104d of the spiral cam mechanism 104 comes into contact with the maximum operating angle side stopper 104f, the intake camshaft 464 becomes the limit position in the H direction. Therefore, the intake valve 2a is driven in contact with the high valve operating angle side of the intake cam 464a, and the valve operating angle (and the valve lift amount) becomes the largest.

このようにして前記図８に示した吸気バルブ２ａのバルブ作用角（及びバルブリフト量）の調節が可能となる。そして前記各実施の形態にて説明したごとくの処理により、同様な効果を生じる。   In this way, the valve operating angle (and valve lift amount) of the intake valve 2a shown in FIG. 8 can be adjusted. The same effect is produced by the processing as described in the above embodiments.

（ｄ）．前記実施の形態１では図１５に示したごとくＶＶＴの異常時には（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、ＶＴａ＞ＶＴｅｇｒの場合も（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、ＶＴａ≦ＶＴｅｇｒの場合も（Ｓ１１０で「ＮＯ」）共に実バルブ作用角ＶＬａを固定してスロットル開度制御（Ｓ１１６，Ｓ１１８）に移行していた。これ以外に、図２５に示す吸入空気量制御処理を実行しても良い。   (D). In the first embodiment, as shown in FIG. 15, when VVT is abnormal (“YES” in S106), both VTa> VTegr (“YES” in S110) and VTa ≦ VTegr (“NO” in S110). In both cases, the actual valve operating angle VLa is fixed and the routine proceeds to throttle opening control (S116, S118). In addition, the intake air amount control process shown in FIG. 25 may be executed.

図１５ではＶＴａ＞ＶＴｅｇｒの場合（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）には吸気バルブの目標バルブ作用角ＶＬｔに中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを設定していたが、図２５では中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄを上限として、負荷要求率に応じて吸気バルブの目標バルブ作用角ＶＬｔを求めている（Ｓ１１５）。したがって実バルブ作用角ＶＬａを固定してスロットル開度制御に移行するのは、ＶＴａ≦ＶＴｅｇｒの場合（Ｓ１１０で「ＮＯ」）のみ、すなわちバルブオーパラップが小さいあるいはバルブオーパラップが生じていないことにより内部ＥＧＲ率が過大とならない場合のみとしている。   In FIG. 15, when VTa> VTegr (“YES” in S110), the intermediate valve operating angle VLmid is set to the target valve operating angle VLt of the intake valve. However, in FIG. 25, the intermediate valve operating angle VLmid is set as the upper limit. The target valve operating angle VLt of the intake valve is obtained according to the load request rate (S115). Therefore, the actual valve operating angle VLa is fixed and the process proceeds to the throttle opening control only when VTa ≦ VTegr (“NO” in S110), that is, the valve overlap is small or the valve overlap does not occur. Only when the internal EGR rate does not become excessive.

このことにより内部ＥＧＲ率が過大とならない場合は、吸気バルブのバルブ作用角は変化することなく、スロットルバルブ駆動システムの吸入空気量制御により常に安定した燃焼状態で円滑な退避走行が可能となる。正常時にバルブ作用角とスロットルバルブとの協調制御を実行しているので、退避走行時はスロットルバルブの駆動のみとなり、制御も容易化する。   As a result, when the internal EGR rate does not become excessive, the valve operating angle of the intake valve does not change, and smooth retreat travel is always possible in a stable combustion state by controlling the intake air amount of the throttle valve drive system. Since the coordinated control of the valve operating angle and the throttle valve is executed at the normal time, only the throttle valve is driven during the retreat travel, and the control is facilitated.

又、過大な内部ＥＧＲ率となる異常である場合は（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、吸気バルブのバルブ作用角を中間バルブ作用角ＶＬｍｉｄ以下の範囲（バルブ作用角退避範囲）に制限して、スロットルバルブ駆動システムにより吸入空気量制御を行わせている。このためバルブタイミング調節異常の状態変化に対応して吸気バルブのバルブ作用角を適切な範囲に変更することができ、エンジンストールを生じさせることなく、できるだけ退避走行可能な時間を延ばすことができる。   In the case of an abnormality that results in an excessive internal EGR rate (“YES” in S110), the valve operating angle of the intake valve is limited to a range that is equal to or less than the intermediate valve operating angle VLmid (valve operating angle retracting range), and the throttle valve The intake air amount is controlled by a valve drive system. For this reason, the valve operating angle of the intake valve can be changed to an appropriate range in response to a change in state of valve timing adjustment abnormality, and the time during which retreat travel can be performed can be extended as much as possible without causing engine stall.

（ｅ）．前記各実施の形態では、モータと螺旋カムとの組み合わせによりコントロールシャフトを軸方向に移動させたが、油圧ピストンでコントロールシャフトを軸方向に移動させるようにしても良く、モータとボールネジとの組み合わせによりコントロールシャフトを軸方向に移動させるようにしても良い。   (E). In each of the above embodiments, the control shaft is moved in the axial direction by the combination of the motor and the spiral cam. However, the control shaft may be moved in the axial direction by a hydraulic piston, and the combination of the motor and the ball screw may be used. The control shaft may be moved in the axial direction.

（ｆ）．前記各実施の形態においては、バルブ作用角について述べた。しかし、図８に示したごとく、バルブ作用角（バルブの開弁から閉弁までのクランクシャフトの回転角度）はバルブリフト量に連動しているので、前記各実施の形態に記載されている「バルブ作用角」との表現を「バルブリフト量」に置き換えても同じである。   (F). In each of the above embodiments, the valve working angle has been described. However, as shown in FIG. 8, the valve operating angle (the rotation angle of the crankshaft from the valve opening to the valve closing) is linked to the valve lift amount, and therefore is described in the above embodiments. It is the same even if the expression “valve operating angle” is replaced with “valve lift amount”.

（ｇ）．前記各実施の形態では、吸気バルブ２ａ及び排気バルブ２ｂはカムの回転により駆動されていたが、電磁駆動力により開閉される電磁駆動バルブとして吸気バルブ２ａ及び排気バルブ２ｂを構成した場合にも本発明を適用できる。例えば電磁駆動吸気バルブに対してバルブ作用角制御とバルブタイミング制御とが実行されている内燃機関において、バルブタイミング調節異常が検出された場合に退避作用角にバルブ作用角を固定してスロットルバルブで吸入空気量を調節したり、あるいはバルブ作用角退避範囲にてバルブ作用角を調節する。このことにより前記各実施の形態にて説明した効果を生じる。   (G). In each of the above-described embodiments, the intake valve 2a and the exhaust valve 2b are driven by the rotation of the cam. However, even when the intake valve 2a and the exhaust valve 2b are configured as electromagnetically driven valves that are opened and closed by an electromagnetic driving force, The invention can be applied. For example, in an internal combustion engine in which valve operating angle control and valve timing control are executed for an electromagnetically driven intake valve, when a valve timing adjustment abnormality is detected, the valve operating angle is fixed to the retracting operating angle and the throttle valve is used. Adjust the intake air amount or adjust the valve operating angle within the valve operating angle retract range. This produces the effects described in the above embodiments.

実施の形態１のエンジン及びＥＣＵの概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an engine and an ECU according to a first embodiment. 上記エンジンの可変動弁系の縦断面図。The longitudinal cross-sectional view of the variable valve system of the said engine. 上記可変動弁系における仲介駆動機構の斜視図。The perspective view of the mediation drive mechanism in the said variable valve system. 上記仲介駆動機構の水平破断斜視図。The horizontal fracture perspective view of the above-mentioned mediation drive mechanism. 上記仲介駆動機構の水平及び垂直破断斜視図。The horizontal and vertical fracture perspective views of the mediating drive mechanism. 上記仲介駆動機構の駆動説明図。Drive explanatory drawing of the said mediation drive mechanism. 上記仲介駆動機構の駆動説明図。Drive explanatory drawing of the said mediation drive mechanism. 上記可変動弁系におけるバルブ作用角及びバルブタイミング変化を説明するグラフ。The graph explaining the valve working angle and valve timing change in the said variable valve system. 上記可変動弁系のシャフトスライド機構の斜視図。The perspective view of the shaft slide mechanism of the said variable valve system. 上記シャフトスライド機構における螺旋カム機構の斜視図。The perspective view of the spiral cam mechanism in the said shaft slide mechanism. 上記螺旋カム機構の駆動説明図。Drive explanatory drawing of the said spiral cam mechanism. 上記螺旋カム機構における螺旋カムのカム形状説明図。The cam shape explanatory drawing of the spiral cam in the said spiral cam mechanism. 上記螺旋カムの検出回転角θｖとバルブ作用角ＶＬとの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the detected rotation angle (theta) v of the said spiral cam, and valve | bulb action angle VL. 上記可変動弁系におけるバルブタイミング調節機構の構成及び駆動説明図。The structure and drive explanatory drawing of the valve timing adjustment mechanism in the said variable valve system. 上記ＥＣＵが実行する吸入空気量制御処理のフローチャート。6 is a flowchart of intake air amount control processing executed by the ECU. 実施の形態１による処理の一例を示すタイミングチャート。4 is a timing chart illustrating an example of processing according to the first embodiment. 実施の形態１による処理の一例を示すタイミングチャート。4 is a timing chart illustrating an example of processing according to the first embodiment. 実施の形態２の吸入空気量制御処理のフローチャート。10 is a flowchart of intake air amount control processing according to the second embodiment. 実施の形態２による処理の一例を示すタイミングチャート。9 is a timing chart showing an example of processing according to the second embodiment. 実施の形態２による処理の一例を示すタイミングチャート。9 is a timing chart showing an example of processing according to the second embodiment. 実施の形態２による処理の一例を示すタイミングチャート。9 is a timing chart showing an example of processing according to the second embodiment. 実施の形態２の吸入空気量制御処理の変形例のフローチャート。9 is a flowchart of a modification of the intake air amount control process according to the second embodiment. 他のエンジンの可変動弁系の例を示す斜視図。The perspective view which shows the example of the variable valve system of another engine. 他のエンジンの可変動弁系の駆動状態の説明図。Explanatory drawing of the drive state of the variable valve system of another engine. 他の実施の形態の吸入空気量制御処理のフローチャート。The flowchart of the intake air amount control process of other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

２…エンジン、２ａ…吸気バルブ、２ｂ…排気バルブ、４…ＥＣＵ、６…ピストン、６ａ…クランクシャフト、８…シリンダブロック、１０…シリンダヘッド、１２…燃焼室、１４…点火プラグ、１６…燃料噴射弁、１８…吸気ポート、２０…吸気通路、２２…サージタンク、２４…モータ、２６…スロットルバルブ、２８…スロットル開度センサ、３０…吸入空気量センサ、３２…吸気温センサ、３４…排気ポート、３６…排気通路、３８…排気浄化用触媒コンバータ、４０…空燃比センサ、４２…アクセルペダル、４４…アクセル開度センサ、４６…エンジン回転数センサ、４８…基準クランク角センサ、５０…回転角センサ、５２…冷却水温センサ、５４…可変動弁機構、５６…バルブ作用角調節機構、５８…バルブタイミング調節機構（ＶＶＴ）、６０…仲介駆動機構、６２…ローラロッカーアーム、６２ａ…ロッカーローラ、６４…吸気カムシャフト、６４ａ…吸気カム、６６…入力部、６６ａ…ハウジング、６６ｂ…ヘリカルスプライン、６６ｃ，６６ｄ…アーム、６６ｅ…シャフト、６６ｆ…ローラ、６６ｇ…スプリング、６８…第１揺動カム、６８ａ…ハウジング、６８ｂ…ヘリカルスプライン、６８ｃ…軸受部、６８ｄ…ノーズ、６８ｅ…カム面、７０…第２揺動カム、７０ａ…ハウジング、７０ｂ…ヘリカルスプライン、７０ｃ…リング状の軸受部、７０ｄ…ノーズ、７０ｅ…カム面、７２…スライダギア、７２ａ…入力用ヘリカルスプライン、７２ｂ…小径部、７２ｃ…第１出力用ヘリカルスプライン、７２ｄ…小径部、７２ｅ…第２出力用ヘリカルスプライン、７２ｆ…貫通孔、７２ｇ…周溝、７２ｈ…ピン挿入孔、８０…支持パイプ、８０ａ…長孔、８２…コントロールシャフト、８２ａ…コントロールピン、８２ｂ…支持穴、１００…シャフトスライド機構、１０２…モータ、１０２ａ…小径ギヤ、１０４…螺旋カム機構、１０４ａ…大径ギヤ、１０４ｂ…カム軸、１０４ｃ…小径ギヤ、１０４ｄ…ストッパアーム、１０４ｅ…最小作用角側ストッパ、１０４ｆ…最大作用角側ストッパ、１０６ａ…大径ギヤ、１０８…螺旋カム、１０８ａ…螺旋状カム面、１１０…カムフレーム、１１０ａ…ローラ、１１０ｂ…平行の軸、１２０…ＯＣＶ、１２２…ベーン式油圧回転機構、１２４…ケーシング、１２４ａ，１２４ｂ…壁部、１２６…ベーン体、１２６ａ…軸部、１２６ｃ，１２６ｄ…ベーン、１２８，１３０，１３２，１３４…油圧室、１３２ａ，１３４ａ…スプリング、１３６，１３８…ストッパ、４６４…吸気カムシャフト、４６４ａ…吸気カム、４６４ｂ…ストレートスプライン、４６６…軸受部、ＶＬｍａｘ…最大バルブ作用角、ＶＬｍｉｄ…中間バルブ作用角、ＶＬｍｉｎ…最小バルブ作用角、ＶＴｍａｘ…最進角バルブタイミング、ＶＴｅｇｒ…バルブタイミング進角限界値、ＶＴｍｉｎ…最遅角バルブタイミング。   2 ... Engine, 2a ... Intake valve, 2b ... Exhaust valve, 4 ... ECU, 6 ... Piston, 6a ... Crankshaft, 8 ... Cylinder block, 10 ... Cylinder head, 12 ... Combustion chamber, 14 ... Spark plug, 16 ... Fuel Injection valve, 18 ... intake port, 20 ... intake passage, 22 ... surge tank, 24 ... motor, 26 ... throttle valve, 28 ... throttle opening sensor, 30 ... intake air amount sensor, 32 ... intake air temperature sensor, 34 ... exhaust Port, 36 ... Exhaust passage, 38 ... Exhaust purification catalytic converter, 40 ... Air-fuel ratio sensor, 42 ... Accelerator pedal, 44 ... Accelerator opening sensor, 46 ... Engine speed sensor, 48 ... Reference crank angle sensor, 50 ... Rotation Angle sensor, 52 ... Cooling water temperature sensor, 54 ... Variable valve mechanism, 56 ... Valve operating angle adjustment mechanism, 58 ... Valve timing adjuster (VVT), 60 ... intermediate drive mechanism, 62 ... roller rocker arm, 62a ... rocker roller, 64 ... intake camshaft, 64a ... intake cam, 66 ... input section, 66a ... housing, 66b ... helical spline, 66c, 66d ... Arm, 66e ... Shaft, 66f ... Roller, 66g ... Spring, 68 ... First swing cam, 68a ... Housing, 68b ... Helical spline, 68c ... Bearing, 68d ... Nose, 68e ... Cam surface, 70 ... Second swing Moving cam, 70a ... housing, 70b ... helical spline, 70c ... ring bearing, 70d ... nose, 70e ... cam surface, 72 ... slider gear, 72a ... helical spline for input, 72b ... small diameter part, 72c ... first Helical spline for output, 72d ... small diameter portion, 72e ... helical spline for second output 72f ... through hole, 72g ... circumferential groove, 72h ... pin insertion hole, 80 ... support pipe, 80a ... long hole, 82 ... control shaft, 82a ... control pin, 82b ... support hole, 100 ... shaft slide mechanism, 102 ... Motor, 102a ... small diameter gear, 104 ... spiral cam mechanism, 104a ... large diameter gear, 104b ... cam shaft, 104c ... small diameter gear, 104d ... stopper arm, 104e ... minimum working angle side stopper, 104f ... maximum working angle side stopper 106a ... large-diameter gear, 108 ... spiral cam, 108a ... spiral cam surface, 110 ... cam frame, 110a ... roller, 110b ... parallel shaft, 120 ... OCV, 122 ... vane hydraulic rotation mechanism, 124 ... casing, 124a, 124b ... wall, 126 ... vane body, 126a ... shaft, 126c, 126d ... vane 128, 130, 132, 134 ... hydraulic chamber, 132a, 134a ... spring, 136, 138 ... stopper, 464 ... intake camshaft, 464a ... intake cam, 464b ... straight spline, 466 ... bearing, VLmax ... maximum valve action Angle, VLmid ... Intermediate valve working angle, VLmin ... Minimum valve working angle, VTmax ... Most advanced valve timing, VTegr ... Valve timing advance limit value, VTmin ... Most retarded valve timing.

Claims (3)

吸気バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変システムと吸気バルブのバルブ作用角を可変とするバルブ作用角可変システムとを備えることで内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムを用いて、前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置であって、
前記バルブタイミング可変システムによる吸気バルブと排気バルブとの一方又は両方のバルブタイミング調節異常を検出するバルブタイミング異常検出手段と、
前記バルブタイミング異常検出手段にてバルブタイミング調節異常が検出された場合に、燃焼安定性のために設定したバルブ作用角退避範囲に前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角を制限する手段であって、
前記バルブタイミング調節異常の検出に応じて前記バルブタイミング可変システムを最遅角バルブタイミングとする退避駆動を開始するとともに、その開始以降の前記吸気バルブの実バルブタイミングを監視して、前記バルブ作用角の制限としてその実バルブタイミングに応じた制限を設定する異常時吸入空気量制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。 A variable valve system for varying the valve driving state of the internal combustion engine by providing a valve working angle variable system for the valve timing of the intake valves with variable valve timing system for varying the valve duration of the intake valve and the variable An intake air amount control device for an internal combustion engine that performs intake air amount control by adjusting a valve operation angle of an intake valve by the variable valve operation angle system,
A valve timing abnormality detecting means for detecting a valve timing adjustment abnormality of one or both of the intake valve and the exhaust valve by the valve timing variable system;
Means for restricting the valve working angle of the intake valve by the valve working angle variable system to the valve working angle retracting range set for combustion stability when the valve timing abnormality detecting means is detected by the valve timing abnormality detecting means. Because
In response to the detection of the valve timing adjustment abnormality, the retraction drive with the variable valve timing system as the most retarded valve timing is started, and the actual valve timing of the intake valve after the start is monitored to detect the valve working angle. An abnormal intake air amount control means for setting a limit according to the actual valve timing as a limit of
An intake air amount control device for an internal combustion engine, comprising: 前記異常時吸入空気量制御手段は、燃焼を不安定化させない前記バルブタイミングの進角値上限である進角限界値より前記実バルブタイミングが大きいか否かによって、前記バルブ作用角を前記バルブ作用角退避範囲に制限するかしないかを設定するものであって、The abnormal intake air amount control means determines the valve operating angle based on whether or not the actual valve timing is larger than an advance limit value that is an upper limit advance value of the valve timing that does not destabilize combustion. Set whether to limit to the corner retraction range,
前記バルブ作用角を制限している時に前記実バルブタイミングが前記進角限界値以下となっても、要求負荷率に応じて算出される予備目標バルブ作用角が前記バルブ作用角退避範囲の上限以下となるまでは、前記制限を解除しないようにするものである  Even if the actual valve timing is less than the advance limit value when the valve operation angle is limited, the preliminary target valve operation angle calculated according to the required load factor is less than or equal to the upper limit of the valve operation angle retraction range Until the limit is reached
請求項１に記載の内燃機関の吸入空気量制御装置。  The intake air amount control device for an internal combustion engine according to claim 1. 吸気バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング可変システムと吸気バルブのバルブ作用角を可変とするバルブ作用角可変システムとを備えることで内燃機関のバルブ駆動状態を可変とする可変動弁システムと、吸気系に設けられたスロットルバルブの開度を調節するスロットルバルブ駆動システムとを用いて、通常運転時は前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角の調節により吸入空気量制御を行う内燃機関の吸入空気量制御装置であって、A variable valve system that varies the valve drive state of the internal combustion engine by including a valve timing variable system that varies the valve timing of the intake valve and a valve operating angle variable system that varies the valve operating angle of the intake valve; An internal combustion engine that controls the intake air amount by adjusting the valve operating angle of the intake valve by the variable valve operating angle system during normal operation using a throttle valve drive system that adjusts the opening of the throttle valve provided in the intake system An intake air amount control device for an engine,
前記バルブタイミング可変システムによる吸気バルブのバルブタイミング調節異常を検出するバルブタイミング異常検出手段と、  A valve timing abnormality detecting means for detecting a valve timing adjustment abnormality of the intake valve by the valve timing variable system;
前記バルブタイミング異常検出手段にてバルブタイミング調節異常が検出された場合に、前記バルブ作用角可変システムによる吸気バルブのバルブ作用角を燃焼安定性のために設定した退避作用角に固定し、前記スロットルバルブ駆動システムにより吸入空気量制御を行わせる手段であって、  When a valve timing adjustment abnormality is detected by the valve timing abnormality detection means, the valve operating angle of the intake valve by the valve operating angle variable system is fixed to a retracting operating angle set for combustion stability, and the throttle Means for controlling the intake air amount by a valve drive system,
前記バルブタイミング調節異常の検出に応じて前記バルブタイミング可変システムを最遅角バルブタイミングとする退避制御を開始するともに、その開始以降の前記吸気バルブの実バルブタイミングを監視して、その実バルブタイミングに応じて前記退避作用角を切り替える異常時吸入空気量制御手段と、  In response to the detection of the valve timing adjustment abnormality, the evacuation control using the variable valve timing system as the most retarded valve timing is started, and the actual valve timing of the intake valve after the start is monitored to obtain the actual valve timing. An abnormal intake air amount control means for switching the retraction operating angle in response,
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸入空気量制御装置。  An intake air amount control device for an internal combustion engine, comprising:
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